燃气轮机涡轮盘温度及应力场计算分析

用通用有限元计算程序ANSYS对某燃气轮机透平第一级涡轮盘的轴对称原模型温度和应力场进行稳态计算。计算中考虑了材料的非线性,惯性力和温度边界条件。分析了温度和应力场,根据计算结果对结构进行了修改,对修改前后的数据作了对比,提出了改进设计建议。本计算结果为涡轮盘疲劳寿命预测提供了依据。     

燃机涡轮盘三维瞬态温度及应力场计算分析

用通用有限元计算程序ANSYS对某燃气轮机启动过程中透平第一级涡轮盘的三维模型瞬态温度和应力场进行计算.计算中考虑了材料的非线性,惯性力和温度场边界条件.分析了温度和应力场特点,提出了改进设计的建议.计算结果可为涡轮盘疲劳寿命预测提供依据.图6参3     

涡轮盘热弹塑性问题的增量有限元解法

本文应用增量有限元法,提出了求解航空发动机涡轮盘热弹塑性应力分析问题的方法和计算程序(也可适用于燃气轮机、压气机、汽轮机等的轴对称旋转圆盘)。用它可计算涡轮盘在弹性或弹塑性阶段的应力和位     

涡轮盘断裂故障的应力分析

本文针对石化部一台燃气轮机涡轮盘发生盘缘断裂破坏事故,结合航空某发动机1级涡轮盘大量发生槽底裂纹的故障进行了分析。我们对这两个盘的盘体和榫槽槽底分别用限元法进行了温度场(包括瞬态温度场)与各种工况的应力场计算,从而对涡轮盘不同工作状态的应力分布及故障原因进行了分析。     

涡轮盘的三种低周循环疲劳寿命预测方法对比研究

为了确定涡轮盘的低周循环疲劳寿命,在前人研究的基础上对基于局部应力应变法的低周循环疲劳寿命计算程序的计算结果进行了验证,并将其应用于某涡轮盘的寿命评估中.分别对比分析了Morrow平均应力方程、修正的Morrow以及SWT参数模型三种方法下,输入名义主应力谱、名义等效应力谱与真实主应力应变谱的寿命计算结果.研究表明:3...     

GH4698合金在500℃下裂纹扩展特性研究

涡轮盘用GH4698合金材料断裂性能数据不足,难以支撑该材料用于燃气轮机涡轮盘损伤容限工程设计。通过裂纹扩展试验研究,建立该材料在500℃下裂纹扩展模型,并进行数值模拟,验证模型的有效性,为该材料用于燃气轮机涡轮盘损伤容限设计打下基础。     

GH4698合金在500 °C下裂纹扩展特性研究

涡轮盘用GH4698合金材料断裂性能数据不足，难以支撑该材料用于燃气轮机涡轮盘损伤容限工程 设计。通过裂纹扩展试验研究,建立该材料在500 ℃下裂纹扩展模型，并进行数值模拟,验证模型的有效性, 为该材料用于燃气轮机涡轮盘损伤容限设计打下基础。     

某型燃气轮机涡轮盘热态超速预应力试验研究

为提高某型燃气轮机涡轮盘使用寿命,采用弹塑性有限元仿真分析及通用斜率公式方法,预测了轮盘残余变形、应力与转速的关系以及预应力处理前后盘心位置低循环疲劳寿命。根据仿真结果确定超转转速后,通过设计的具有轴向补偿功能的预应力处理试验工装,对涡轮盘开展热态160%超速预应力处理试验研究。研究结果表明：采用的分析模型对涡轮盘残余变形预测精度高,轮缘及轮盘内孔残余变形计算结果与试验测量结果相比,误差分别为4.29%和2.50%,并且预应力处理能够显著提升盘心危险位置的低循环疲劳寿命。     

10MW氦气轮机涡轮轮盘强度的计算方法

以往对涡轮盘进行强度分析都是采用“等厚圆环法”理论进行计算,这样的简化由于没有考虑榫头和榫槽凸块的刚性对传力的影响,因此得到的盘缘部分的应力有时可能误差较大,对轮盘偏心孔和榫齿根部的应力集中都无法进行分析。现在可以通过Pro/E对涡轮盘这样复杂的结构进行实体建模,运用ANSYS进行有限元分析计算,就能获得较精确的应力分析结果。本文采用上述两种方法,针对某型机的某一级涡轮盘连同若干级叶片一起进行计算分析,验证了“等厚圆环法”理论可以从宏观上反映轮盘的受力状态,同时也证明了有限元法各项参数的选择是正确的,为同类型的其它结构进行强度分析提供了技术参考。     

重型燃机用超大尺寸IN706涡轮盘国内外制备技术展望

通过全面整理重型燃机用IN706合金超大尺寸涡轮盘锻件制备技术的国内外相关资料,提炼了铁镍基高温合金IN706的特性,提出了超大尺寸IN706涡轮盘锻件制备的关键技术瓶颈,并针对上述问题探讨了国外解决相关技术难题的方法,为超大尺寸IN706涡轮盘国产化提供理论支持.     

离心叶轮内部三元流场计算在实际工程中的应用

利用两类相对流面理论,应用有限差分法．求解离心叶轮内部流场．根据计算结果找出原机叶轮结构上的不足．并对新改叶轮的内部流场进行了计算．     

汽轮机套装叶轮接触问题的三维有限元分析

运用有限元分析软件SAMCEF,对某型号汽轮机套装叶轮与轴的过盈配合问题作三维模型计算分析,计算中采用接触单元处理过盈配合边界,得到了转子位移和应力分布,并对原来的过盈量设计进行了优化改进,在保证安全性的前提下减小了轮盘的接触应力。     

EC_301旋转叶轮整体结构应力分析

通过对闭式离心叶轮ＥＣ—３０１的整体结构三维应力分析．提出了一种用温度处理过盈配合．用通用有限元分析程序对旋转叶轮进行整体结构应力分析的新方法。同时给出了确定叶轮与轴之间适宜过盈量和判断松脱的方法．     

Minimum weight design of inhomogeneous rotating discs

There are numerous applications for gas turbine discs in the aerospace industry such as in turbojet engines. These discs normally work under high temperatures while subjected to high angular velocities. Minimizing the weight of such items in aerospace applications results in benefits such as low dead weights and lower costs. High speed of rotation causes large centrifugal forces in a disc and simultaneous application of high temperatures reduces disc material strength. Thus, the latter effects tend to increase deformations of the disc under the applied loads. In order to obtain a reliable disc analysis and arrive at the corresponding correct stress distribution, solutions should consider changes in material properties due to the temperature field throughout the disc. To achieve this goal, an inhomogeneous disc model with variable thickness is considered. Using the variable material properties method, stresses are obtained for the disc under rotation and a steady temperature field. In this paper this is done by modelling the rotating disc as a series of rings of different but constant properties. The optimum disc profile is arrived at by sequentially proportioning the thicknesses of each ring to satisfy the stress requirements. This method vis-à-vis a mathematical programming procedure for optimization shows several advantages. Firstly, it is simple iterative proportioning in each design cycle not requiring involved mathematical operations. Secondly, due to its simplicity it alleviates the necessity of certain simplifications that are common in so-called rigorous mathematical procedures. The results obtained, compared to those published in the literature show agreement and superiority. A further advantage of the proposed method is the independence of the end results from the initially assumed point in the iterative design routine, unlike most methods published so far.     

涡轮盘-片耦合场及接触问题建模与分析的新方法

针对某燃气轮机盘-片,运用存储与导入的思想提出了一套耦合场及接触问题的建模和分析的新方法。文中采用PRO／E建立了轮盘和叶片的三维实体模型,并结合ANSYS软件建立了其耦合场及接触有限元模型,详细介绍了该问题的有限元分析方法。文章最后给出了算例,其分析结果证明了文中的建模及分析方法是较好的适合工程应用的新方法。     

Optimum design of inhomogeneous rotating discs under secondary creep

Rotating discs commonly used in the aerospace industry often operate under high mechanical stresses due to centrifugal forces, while subject to high temperature gradients. High stresses and temperatures lead to creep in such rotating disc applications. This problem is particularly important in turbine discs under continuous operation. Since such discs are subject to secondary creep effects during most of their useful lives, it is important that they be optimized for minimum weight for the steady-state creep stresses. In this investigation, by considering the variable physical properties of the rotating disc materials under a high temperature gradient, a procedure for weight minimization for the steady-state creep stresses is proposed. The method aims to design the disc thickness profile so as to have minimum weight while the equivalent secondary creep stresses of the rotating disc under a high temperature gradient at all points simultaneously approach but do not exceed an allowable stress. An example is given to illustrate the method.     

涡轮盘外物损伤事故分析

本文对某型燃气轮机涡轮盘的损伤进行检查和鉴定,分析了损伤变形所给予材料的组织性能及残余应力的影响,根据使用情况提出了修复措施使损伤涡轮盘得以使用。     

汽轮机套装叶轮内孔应力有限元分析

采用有限元法对汽轮机套装叶轮内孔应力进行优化分析,确定合理的过盈形式,确保汽轮机组安全运行。     

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。