水滴高速撞击下汽轮机叶片的动力响应

为获得汽轮机叶片在高速水滴撞击下的应力状况,从而为进一步研究汽轮机叶片水蚀提供撞击应力等基础参数,该文建立了高速水滴与叶片钢撞击模型。模型中采用光滑粒子动力学无网格方法描述水滴部分、常规有限元有网格方法描述叶片钢材部分,充分考虑了水滴与钢材间的流固耦合效应,研究了多种速度和粒径的水滴对叶片的撞击情况,得到了水滴内部的瞬态压力分布以及水滴撞击以后的压缩、扩展、飞溅的情况,叶片钢内部应力影响区域以及应力随时间的变化,撞击应力与水滴尺寸和撞击速度的关系等。与文献果的对比表明：文中的分析结果是合理的,试验结相关参数可以应用于汽轮机叶片的水蚀疲劳研究。     

1200mm长叶片频率特性分析

汽轮机末级长叶片的设计研究是超超临界汽轮机关键技术之一,应用有限元方法建立1200mm长叶片模型．计算了1200mm长叶片组的动频,找出此叶轮的三重点共振转速。计算结果表明,叶片振动是安全的。     

基于PULSE系统的叶片试验模态识别技术

利用PULSE模态测试系统对某一等截面模拟叶片进行试验模态测量,获得其低阶模态频率、弯曲及扭转振型,将试验模态测量结果与有限元理论模态分析结果进行对比,2种方法的频率识别偏差在2%以内,振型识别结果一致,说明采用该试验模态分析方法可以有效进行叶片模态识别,能应用于工程实践。     

轴流式转轮叶片计算机有限元网格自动划分程序研究

在进行轴流式转轮叶片有限元分析时，根据轴流式叶片翼型的特点，运用B样条插值函数研究了叶片有限元网格自动划分程序。运用该方法，可以大大缩短分析轴流式转轮叶片强度的周期，提高工作效率，为在短时间内设计出水力性能优良、满足强度条件的优秀转轮创造了条件。     

1200mm单只模型叶片强度分析

汽轮机末级长叶片的设计研究足超超临界汽轮机关键技术之一。应用有限元方法建立1200mm单只长叶片模型,计算了在考虑叶根与轮槽接触情况下非线性强度。计算结果表明,在超速情况下叶片强度是安全的。     

汽轮机钛合金叶片锻造过程的三维刚粘塑性有限元数值模拟

利用热力耦合三维刚粘塑性有限元模拟技术对汽轮机钛合金叶片锻造过程进行了数值模拟,并以实际锻造工艺试验对其进行了验证。结果表明:锻造工艺试验与数值模拟结果吻合,进而验证了数值模拟的可靠性。研究结果对钛合金叶片锻造工艺的优化设计具有重要的意义。     

随机裂纹叶片抗共振可靠度及概率敏感性分析

考虑叶片裂纹参数的随机性,研究裂纹叶片的抗共振可靠性和概率敏感性。首先考虑裂纹位置、深度和转速为随机变量,建立裂纹叶片的参数化有限元模型,并应用中心复合采样方法进行采样;然后采用元模型技术建立了叶片频率的二次线性回归近似模型,并采用3个误差指标评价模型的精度。最后用此近似模型代替有限元模型,用蒙特卡罗模拟方法研究了裂纹叶片在不同转速时频率的概率敏感性和抗共振可靠性。结果表明裂纹叶片频率对转速的概率敏感性很大,对裂纹深度的概率敏感性较大。     

基于随机有限元的汽轮机叶片强度计算

在实际运行中,影响汽轮机叶片强度的随机性因素很多,为了实现叶片高可靠性设计的要求,必须考虑随机因素的影响。确定性有限元方法虽可达到较高的计算精度,但是没有考虑到参数的随机性,因此将随机分析方法与确定性有限元相结合,形成随机有限元,进而对其进行可靠性分析具有重要的研究和应用价值。以汽轮机末级扭叶片为研究对象,考虑了弹性模量、蒸气作用力、转速的随机性,建立了旋转变截面扭梁模型；运用应变能原理推导了包含轴向变形、弯曲变形和剪切变形共同作用下的单元刚度矩阵和载荷列阵；应用局部平均法离散弹性模量随机场；编制了二阶摄动随机有限元程序,分别计算了弹性模量、蒸汽作用力、转速随机时叶片应力的统计特性；通过与Monte Carlo数值模拟法进行对比,验证了该文方法的正确性。     

应变场强法在涡轮盘-片结构寿命预测中的应用

场强法是一种精度较高的随机载荷疲劳寿命估算方法值得深入研究和发展。根据场强法基本原理和某涡轮叶片材料光滑试件和缺口试件的疲劳试验数据,运用有限元分析方法对缺口试件试验进行模拟,推导了材料应变场强的计算公式并得到了材料的场径值。进而对涡轮盘-片结构进行瞬态热弹塑性有限元分析,确定结构危险部位应变场强,结合材料的应变-寿命试验曲线,最终得到了该盘-片结构的疲劳寿命。研究方法与推导过程详尽合理,场强计算公式简单,为预测复杂应力环境下的结构疲劳寿命提供了有益的参考。     

具有干摩擦阻尼结构叶片的动力特性的理论建模和实验研究

本文用理论和实验相结合的方法研究了具有干磨擦阻尼结构叶片的动力特性，给出了一种采用扭曲梁单元来离散叶片的有限元分析模型，并采用谐波平衡法简化了阻尼端干摩擦力的数学表达，建立了阻尼叶片的有限元动力方程。     

基于试验模态参数及结构动力学优化设计的有限元建模

准确的有限元模型是结构动力学分析强有力的工具.采用模态试验和有限元建模相结合的综合建模技术,采用结构质量最小为目标,以试验模态作为约束,分别以物理和几何参数为变量的结构动力学优化设计,对初始的有限元模型进行动力学优化.以GARTEUR飞机模型为例,在仅有试验模态参数、几何尺寸条件下,得到结构真实动力学特性的有限元模型.     

内置式永磁同步电机高效区间研究

针对永磁同步电机运行效率高且高效区间分布范围广的特点，本文基于100kW电动汽车驱动用内置式永磁同步电机对效率曲线图中的高效区间进行了分析与研究。在解析法和有限元法的基础上，建立电机的有限元电磁模型，分析铁芯损耗和绕组铜耗对效率曲线图中高效区间分布的影响。最后，通过试验测试与计算结果之间的对比，验证了有限元分析的正确性。     

利用Maxwell 3D软件对交流接触器静态吸反力特性的分析

针对交流接触器的结构特点,采用有限元的分析方法对接触器的静态吸力特性进行了分析。利用弹簧的计算公式对接触器的反力进行了计算,通过Maxwell 3D软件对接触器的吸力特性进行仿真,给出了不同气隙下铁心中的磁感应强度矢量分布图;通过接触器静态吸反力特性测试装置,测得接触器静态吸反力的实际值与仿真值比较,结果相近,表明该分析方法是接触器性能优化设计的一种有效手段。     

基于修正车体有限元模型的列车故障模拟

研究如何建立、修正和运用有限元模型来模拟动车组车载部件故障。将三维的列车车体几何模型简化为二维模型,并建立合理的耦合约束关系。对模型进行模态分析,提取自然频率和模态振型,结合实验数据对模型的弹性模量和密度参数进行修正,并对修正模型进行动态响应分析得到车体振动响应。研究表明：1)修正后车体的一阶垂向、横向、棱形和扭转模态与实验误差大幅度缩小,仿真与实验数据的结果吻合;2)螺栓断裂故障仿真例子则表明基于修正模态的有限元模型可指导列车实验测点的布置、实验数据的分析和故障的判定。     

Q460钢锻造平焊带颈法兰节点轴心受压性能分析

采用试验方法和有限元方法对Q460钢平焊带颈法兰节点轴心受压性能进行了研究。试验选用FP2121和FP2727型法兰盘,对法兰节点施加轴心压力直至其破坏。采用有限元模型对实体单元模拟法兰盘、钢管和角焊缝进行了大变形弹塑性条件下的极限承载力分析。结果表明,法兰节点的破坏形态均表现为钢管的局部屈曲,法兰盘强度有较多富余,法兰盘颈部和底部2条环形角焊缝均有传力贡献,颈部环形角焊缝与底部环形角焊缝传递力的比例约为3:1,与试验结果一致。     

输电线动力学分析中的找形研究

输电线静态平衡位置找形是动力学分析的前提,找形精确与否对后续分析结果有很大影响。介绍了输电线找形中的解析法和有限元法,以某跨越档为例,分别对导线在自重和覆冰荷载下进行找形,着重分析了非均布荷载作用下这2种方法找形的差异。结果表明,均布荷载作用时,解析法和有限元法对导线静态平衡位置找形有相同的效果;非均布荷载作用时,有限元法得到的结果相对准确     

基于有限元及数值计算方法的空气中的负极性电晕放电研究

以导线一平板电极系统为模型展开对负极性电晕放电的研究。利用有限元分析方法处理泊松（Poisson）方程,并使用简化特征值法解空间电荷密度不断更新的恒定电流方程,这种简化特征值法忽略了离子的扩散。数值模型考虑了电离区域,在有限元法中引入一个和临界最小电离场直接相关的电位定义为狄拉克（Dirichlet）边界条件。当忽略计算起始电压的一些误差时,计算数据和实验数据非常吻合。     

某风机钢筋混凝土基础破坏实例及有限元分析

介绍某风电场1．5MW风电机组钢筋混凝土重力式扩展基础的破坏实例。应用有限元方法分析在各种工况下基础的应力及变形。根据计算结果,分析风机塔筒预埋筒环法兰盘上侧混凝土破坏的原因。破坏调查、检测及计算分析表明,在极端荷载作用下,筒环与混凝土之间的黏结力丧失,导致筒环法兰盘上侧的混凝土受到较大的应力作用,使混凝土发生剪切和疲劳破坏,简环与混凝土基础之间发生明显的滑动位移,塔筒的振动加大,最终引起风机报警停机。在调查与分析结果的基础上,对基础加固处理及混凝土重力式扩展基础的设计提出建议。     

Finite element analysis of internal winding faults in distribution transformers

With the appearance of deregulation, distribution transformer predictive maintenance is becoming more important for utilities to prevent forced outages with the consequential costs. To detect and diagnose a transformer internal fault requires a transformer model to simulate these faults. This paper presents finite element analysis of internal winding faults in a distribution transformer. The transformer with a turn-to-earth fault or a turn-to-turn fault is modeled using coupled electromagnetic and structural finite elements. The terminal behaviors of the transformer are studied by an indirect coupling of the finite element method and circuit simulation. The procedure was realized using a commercially available software. The normal case and various faulty cases were simulated and the terminal behaviors of the transformer were studied and compared with field experimental results. The comparison results validate the finite element model to simulate internal faults in a distribution transformer.     

EAST高压氦气密托卡马克绝缘子测试与分析

为了确保装置整体安全可靠的运行,需对绝缘子进行可靠检测及分析。笔者介绍了EAST托卡马克绝缘子绝缘性能特殊的测试方法。通过有限元法对EAST托卡马克绝缘子进行分析,获得绝缘子不同轮廓的电场强度分布情况以及热应力分布情况,结果表明设计结构可靠。分析结果同时也为EAST绝缘子今后的改进提供了参考依据。