大型核电汽轮机焊接转子残余应力数值模型研究

大功率汽轮机是核电站中的关键动力设备,转子是核电汽轮机中的关键部件,其安全可靠性是汽轮机正常运行的重要保证,由于锻件尺寸的限制,大功率核电汽轮机广泛采用焊接转子.焊接过程中产生的转子热应力和残余应力将可能导致焊缝及其附近区域发生过量变形,诱导裂纹萌生,并影响焊接件的疲劳强度.建立了焊接转子的轴对称和三维有限元模型,研究了大型核电汽轮机焊接转子的变形和残余应力分布规律,获得了焊趾上各点的应力和最大残余应力及其发生区域.所得结果对控制焊接转子质量和结构优化设计具有重要的指导意义.     

新型阻尼结构叶片振动特性试验研究

干摩擦阻尼结构被广泛应用于透平叶片中来降低其振动应力。文章设计并搭建了干摩擦阻尼块结构叶片振动特性测试试验台,通过测量一新型阻尼结构叶片的振动响应值,获得了不同激振力及模拟离心力转速下叶片频率响应曲线及模态阻尼比。试验结果表明：当激振力较小时（4N、5N和6N）,叶片的共振频率随模拟离心力转速的上升而不断增加,而模态阻尼比则先增加再减小,在40％模拟离心力转速工况下模态阻尼比最大,叶片减振效果最好;当激振力较大时（12N、18N和24N）,叶片振动更加剧烈,使得阻尼块接触刚度降低,叶片的共振频率接近自由叶片固有频率,而模态阻尼比随着模拟离心力转速的上升不断降低。     

核电汽轮机热紧螺栓电阻加热数值研究

以热辐射理论为基础,对某核电汽轮机热紧螺栓进行简化,采用有限元分析求解软件建立了三维热辐射有限元模型,对热紧螺栓在电阻加热条件下的温度场进行分析,并通过热固耦合分析功能,对预紧力状态下的高强度螺栓的变形和应力进行了计算,得到了电阻加热过程中热紧螺栓的温度场和应力场的分布规律。通过将理论计算结果与实验结果进行比较,发现二者吻合良好,由此验证了有限元理论分析方法的可行性与正确性。研究结果可为今后的电阻加热优化及规范制定提供参考。     

Hf与Zr为降熔元素镍基钎料对IC10合金的钎焊

以Hf,zr元素及Hf+Zr作为降熔元素再加入一定量的Cr,Co,Mo元素配制了3种镍基钎料并对钎料的性能进行了研究.结果表明,Zr元素的降熔效果比Hf明显,而Hf元素降低钎料硬度的能力比Zr元素强,在对母材的润湿铺展性方面Hf元素的影响比Zr元素大.比较3种钎料钎焊IC10合金的900℃抗拉强度,Hf+Zr为降熔元素的钎料对应的钎焊接头性能最好,单独以Hf为降熔元素的钎料钎焊接头性能略低,而单独以Zr元素为降熔元素的钎料钎焊接头性能最低,Ni-Hf钎料中加入适量的Zr元素可以提高接头的高温力学性能.     

汽轮机叶片三维有限元模型前处理

该文采用了先将整体结构分成子块进行剖分、后组合成整体的思路，并提出了整数空间坐标系的概念，成功地解决了子块之间的联接和边界条件处理等难点，建立了一套适合于三维结构的有限元前处理方法．并研制了汽轮机叶片有限元前处理程序，成功地应用于叶片三维有限元分析．图９参５     

某工业透平叶片断裂分析

对某化工厂工业透一动叶片断裂事故从叶片断口、叶片强度与振动特性方面进行了详细的分析，总结了事故的原因并提出了一些防止事故产生的建议。     

考虑汽封条件下汽轮机调节级多工况的数值研究

具有部分进汽特性的汽轮机调节级,其动叶围带顶部汽封齿后的泄漏流动同主流的相互作用,不仅影响机组的气动性能和效率,而且对机组的安全稳定性也有一定影响。基于三维黏性可压缩的Navier-Stokes方程对某150MW汽轮机调节级进行了全三维的数值模拟,建立了安装汽封齿全周流动模型,对不同进汽度下的汽轮机调节级内部流场进行了数值研究。结果表明:处于进汽段的动叶栅其流量和动叶扭矩都比较大,汽封内部流动总体是按照从动叶前缘向后缘的流动;而处于非进汽段的动叶栅,内部汽体基本处于呆滞状态,甚至存在蒸汽对动叶的扭矩为负值的情况,汽封内的流动方向改变,从动叶后缘向前缘发展。随着部分进汽度的降低,泄漏比例则显著增大,而轮周效率显著降低。     

汽轮机叶片振动特性的三维有限元分析

提出汽轮机叶片静频和动频的计算方法，引入三维８节点非协调单元，建立了叶片的三维有限元分析模型，并考虑了长叶片几何非线性变形对频率的影响。最后对两个实际叶片的振动特性进行了计算分析，计算结果与试验结果吻合良好。     

液滴与弹性固体表面撞击过程的研究

在工业生产及航空航天领域,经常出现由于液固撞击而造成固体材料侵蚀的现象,为了防止固体材料侵蚀破坏,就必须准确全面地了解液固撞击过程、推导了可用于研究液体——弹性体撞击问题的非线性耦合波动模型,并将其应用于不同粒径、不同撞击速度的液滴与弹性固体撞击过程的模拟。大量的数值模拟发现,量纲一化以后,不同粒径的液固撞击过程是相似的。此外,还对不同撞击速度的液固撞击过程进行了研究,给出了最大量纲一压力,最大量纲一等效应力以及最大等效应力点位置随时间的变化。最后在大量计算结果的基础上总结出了量纲一峰值等效应力随撞击马赫数的变化规律,为液滴侵蚀固体表面问题的研究提供了有力的基础。     

基于API 617的离心压缩机转子系统动力学特性研究

本文依据API 617的转子动力学设计要求,对某离心压缩机的转子系统展开动力学特性分析,首先对转子-轴承系统进行建模,再次对其进行临界转速计算,计算结果依据API617的要求进行判定,最后对其开展了稳定性分析。研究结果可以指导压缩机的主机设计。