基于遗传算法构建转子温度计算公式

介绍了一种利用有限元的计算结果,通过遗传算法来确定有关汽轮机转子温度计算惯性环节系数的方法。该方法用冷态启动、极热态启动、滑参数停机过程的汽轮机转子有限元法计算的体积平均温度作为标准值,通过寻优方法来确定惯性环节法计算汽轮机转子体积平均温度的并联的惯性环节的个数,以及每个惯性环节的时间常数和权重系数。并通过温态启动和热态启动过程的汽轮机转子有限元法和惯性环节法计算的体积平均温度的对比,来验证得到的系数的精度和易用性。该方法解决了惯性环节法系数确定的工程难题。     

汽轮机转子温度计算中惯性环节系数的确定方法

提出了一种利用有限元计算结果、通过模式搜索法来确定有关惯性环节系数的方法.该方法将冷态启动、热态启动和极热态启动过程的汽轮机转子有限元法计算所得体积平均温度作为标准值,通过优化搜索来确定惯性环节法计算汽轮机转子体积平均温度的并联惯性环节的个数,以及每个惯性环节的时间常数和权重系数.通过温态启动过程的汽轮机转子有限元法和惯性环节法计算所得体积平均温度的对比,来验证该方法计算所得系数的精度和易用性.结果表明:该方法所得的常数和系数满足工程应用的精度要求,为汽轮机转子的热应力优化控制和汽轮机变负荷运行的安全性提供了技术支持.     

基于有限元分析的汽轮机转子低周疲劳损耗研究

采用有限元法建立了基于某电厂汽轮机转子温度场和热应力场的数学模型。在对汽轮机的冷态启动、温态启动、热态启动以及滑参数停机4个工况下的瞬态温度场以及热应力场进行模拟分析基础上,确定转子最大热应力点作为监测点,对监测部位的温度与热应力进行了疲劳损耗仿真计算。根据最小二乘法获得转子钢材料的疲劳特性曲线,利用MATLAB进行多项式拟合,获得转子应变与疲劳寿命损耗的函数关系式,求得汽轮机转子启停下的低周疲劳寿命。研究结果表明:该机组累积十年运行条件下形成的疲劳损耗为2. 506%。机组冷态启动过程中,转子承受最大温差与热应力,最大热应力值445 MPa;当温升率由3℃/min提高到4℃/min时,转子的低周疲劳寿命损耗由0. 040%上升到0. 103%,寿命损耗明显增大。     

600MW汽轮机转子冷态启动热应力计算与分析

利用差分法计算亚临界600MW汽轮机转子冷态启动过程中温度场和热应力场。通过对计算结果分析,提出了对运行的建议。文中公式可直接用在汽轮机转子热应力在线监控上,与有限元法比较,数据处理快,能满足快速控制的要求。     

半转速三代核电汽轮机高压转子裂纹萌生寿命计算分析

主要进行了半转速三代核电汽轮机高压转子裂纹萌生寿命的计算,采用ansys对转子模型进行分析,计算了稳态运行、冷态启动、温态启动、热态启动等各工况时的温度场及应力场计算结果。通过低周疲劳裂纹萌生寿命的计算方法计算了薄弱处各点的寿命,通过与电厂要求的指标值进行对比,验证了半转速三代核电汽轮机高压转子的裂纹萌生寿命能够满足电厂的运行要求。     

基于径向基函数神经网络的汽轮机转子等效应力计算模型

为解决汽轮机转子应力的在线监测问题,建立了基于径向基函数(RBF)神经网络的汽轮机转子等效应力计算模型,对比了用有限元和RBF神经网络模型两种方法计算得出的冷态、温态、热态和极热态4种启动工况下转子调节级叶轮根部圆角处的等效应力.计算结果表明:RBF神经网络模型计算结果与有限元法解的结果非常相近,且计算简便、耗时少,可以应用于汽轮机转子等效应力的在线计算,为汽轮机转子寿命在线管理提供依据.     

转子热应力计算的热固单向和双向耦合模型差异研究

为了较准确计算汽轮机转子的热应力,比较了热固单、双向耦合模型在热传导方程和求解方式上的差异。基于热固单、双向耦合模型,计算了某亚临界高中压转子在冷、热态两种启动工况下的瞬态温度场和热应力场,研究了冷、热态启动工况以及不同热冲击程度下两种模型计算结果的差异。结果表明:转子与主蒸汽温差在冷态启动下低于240℃,在热态启动下低于130℃时,单、双向计算模型结果相差均在2%左右,随着冲转初期转子所受热冲击程度增加,两模型计算结果偏差逐渐加大,最大可达20%;冷态启动下,转子表面温度低于主蒸汽温度,单向模型计算的最大热应力大于双向耦合模型计算结果;而热态启动时,转子表面温度高于主蒸汽温度,单向模型计算的最大热应力小于双向模型计算的结果,因此对于热态启动,单向模型计算的热应力是偏小的。该研究可为汽轮机转子热应力计算模型的选取提供参考。     

反动式汽轮机转子热应力有限元分析

以660MW反动式汽轮机高压转子为研究对象,在冲动式汽轮机转子建模方法的基础上,针对反动转鼓式转子无叶轮,且叶片直接安装在转毂上的特点,优化了转子的二维模型,并用ANSYS计算了在冷态启动过程中转子的温度场、应力场和监测点应力曲线。结果表明:反动式机组冷态启动过程中,最大应力点出现在叶根与叶根槽的接触位置上。     

中心孔对汽轮机转子寿命的影响分析

通过对空心转子和实心转子的两种汽轮机转子模型,从热态启动到稳定运行期间,汽轮机转子温度场、热应力场和离心力随时间和转子半径变化规律的对比分析,以及低周疲劳寿命损耗的计算,给出中心孔对汽轮机转子运行安全性的影响。计算结果表明:中心孔的存在使转子中心内表面部位应力出现突增现象,尤以切向应力明显,同时导致转子寿命损耗增加。     

转子物性对超临界汽轮机启动热应力的影响

汽轮机转子材料多采用30CrMoV低碳合金钢,其物性参数随温度变化显著.所建转子热应力计算模型,考虑了转子材料物性随温度变化的影响.通过仿真试验,分析了国产某600MW超临界汽轮机冷态、温态、热态和极热态4种启动工况下转子热应力的变化趋势,并与常物性转子热应力模型的计算结果进行了比较.结果表明:转子材料物性参数随温度的变化显著影响其启动热应力的大小,为提高汽轮机转子热应力在线监测模型的计算精度提供有益参考.     

一种对整体曲轴有限元分析模型的改进

本文以六缸机的整体曲轴为算例，建立了以接触单元为支承的整体有限元分析模型．通过选取适当的受力条件，改进约束条件加入接触单元，得到了一种整体曲轴有限元分析的改进模型并在微机上通过ANSYS平台完成了计算．计算结果表明该模型具有更好的实用价值，更能反映曲轴的支承情况，为进一步分析曲轴提供了新思路。     

面板坝三维有限元模型接触单元的自动生成及应用

根据面板堆石坝典型的趾板结构布置方式,研究了面板坝趾板建于覆盖层上和基岩上两种情况下接触面和接缝的特点,在控制断面超单元自动剖分法生成不带接触单元的三维有限元模型的基础上,提出了追加接触单元的网格自动生成方法,并编制了相应程序.利用该自动生成程序,建立了某面板坝的三维有限元模型,计算分析了其接触单元的变形量,计算结果符...     

被动式太阳房热工计算简易方法探讨

本文以稳态传热理论为基础，推导建立了内蒙古组合式被动太阳房中二种常用集热部件的效率计算公式。据此，进而通过一算例着重阐述了用集热部件效率η进行组合式被动太阳房热工计算的一种简易方法。     

声边界无法在内燃机机体辐射噪声预报中的应用研究

本文结合振动有限元法和声边界元法建立了内燃机机体辐射噪声预报模型，开发了相应的通用计算程序。复式声强测量结果表明该计算程序有较高的计算精度。是低噪声内燃机设计的基础。     

被动式太阳房集热部件优化选型及集热面积简易计算方法探讨

本文在对内蒙古被动式太阳房中三种常用集热部件进行稳态传热分析的基础上，绘制了不同气象条件下的集热部件效率曲线。通过分析这些效率曲线可知：在总辐射强度和室外气温都很低时，附加阳光间式太阳房的效率最高；当总辐射强度较高时，有通风孔的实体墙式太阳房效率最高；效率最低的是无通风孔的实体墙式太阳房。本文最后通过一算例进一步阐述了效率曲线在被动式太阳房热工设计中的具体应用。     

碾压混凝土层面对坝体位移的影响

基于碾压混凝土的结构特性，利用薄层单元分析了层面质量对碾压混凝土坝体位移的影响规律，计算结果表明，碾压混凝土层面质量对坝体位移的影响比较大，当本体弹性模量达到一定值后，层面质量对坝体位移的影响程度超过本体弹性模量的影响程度。     

广义位移法在硗碛心墙堆石坝三维静力分析中的应用

将广义位移法应用于硗碛砾石土心墙堆石坝三维静力计算分析,用板、梁单元模拟防渗墙和廊道原结构的力学机制和几何特性,减少了模型自由度,提高了计算效率。同时将六面体单元与板、梁单元对比分析,两种计算结果基本吻合,防渗墙和廊道的位移和应力分布规律和数值均能满足要求。     

Development of DKT Finite Element Formulation for Thermal Bending of Thin Plate

The finite element formulation for thermal bending analysis of a thin plate due to the temperature gradient through its thickness is presented. The formulation is developed for the Discrete Kirchhoff Triangle (DKT) element to analyze the plate bending behavior under the thermal loading. The finite element load vector is derived in closed-form expressions so that the numerical integration is not required. Solution accuracy of the developed DKT finite element is evaluated by several examples. Performance of the developed DKT finite element is also compared with the effective nonconforming triangular element (BCIZ element). Results show that the developed DKT finite element formulation provides high solution accuracy for analysis of plate bending problem under thermal loading.     

双节点单元和接触算法分析带缝大坝性态

探讨了如何利用双节点单元实现对混凝土大坝裂缝的长、宽、高等几何形态进行模拟;采用接触算法实现了对带缝大坝裂缝的物理特性模拟;结合实例,研究了此方法在裂缝的成因分析、影响因素以及预测裂缝发展等方面的应用。     

渗流自由面计算的边界元法

用边界元法求解渗流自由面需预先设定自由面的初始位置.先对自由面初始位置进行优化,以便得到合理的计算网格,再按常规方法迭代求解.计算结果表明,与有限元法相比计算精度较高,具有更好的收敛性与更高的计算效率.