水轮机固定导叶的涡街模拟与振动分析

研究三峡右岸部分机组水轮机固定导叶出水边处的卡门涡街共振问题.根据机组的实际运行情况和产生异常噪声的特点,应用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值分析技术对固定导叶开展出水边处的涡街振动模拟,建立模拟涡街振动的CFD数值模型,采用Fluent软件实现对卡门涡街振动特性的定...     

某电站水轮机蜗壳座环强度分析与改进

蜗壳座环是水轮机组的重要过流部件,它设计的好坏直接影响水轮机组的效率、稳定性等性能,而在某电站发现固定导叶出水边与蜗壳上下环板连接处出现断裂。本文运用ANSYS有限元软件对其进行分析计算,找出破坏的根本原因是连接处有明显的应力集中,导致产生较大交变应力,继而发生疲劳破坏。针对这一问题,本文提出了改进方案并重新进行分析计算,结果表明:改进方案可以有效降低连接处的应力集中,防止发生疲劳损坏。     

基于ANSYS的轴流式水轮机空心活动导叶结构优化分析

活动导叶是水轮机的主要部件,对水轮机安全稳定运行具有重要作用。本文为提高轴流式水轮机空心活动导叶的刚度,同时控制其材料用量,采用有限元方法,研究了不同导叶瓣体内部结构对其刚度的影响。结果表明:导叶瓣体钢板厚度、纵向筋板厚度和位置以及内伸轴头长度对导叶刚度影响显著;横向筋板和多个纵向筋板对导叶刚度影响不明显。通过对不同结构重量的对比分析,提出轴流式水轮机空心活动导叶的优化结构,为同类型水轮机活动导叶设计提供参考依据。     

冲击式水轮机水斗根部的工艺性结构优化

针对冲击式水轮机水斗根部难于加工的问题,根据水斗结构复杂和开放性差的特点,对水斗数控加工中遇到的被加工表面曲率过大以及刀具与被加工面干涉造成的铣刀长径比过长,难于实现加工的情况,以某冲击式水轮机转轮结构为基础,对水斗根部卸荷面附近区域进行结构优化.建立了水斗有限元分析模型,计算并施加等效的边界条件和载荷.有限元分析结果表明:水斗e方案平均应力小于许用值60 MPa,交变应力幅值小于许用值30 MPa;且该方案满足数控可加工性和水斗强度要求.     

某电站水轮机顶盖结构改进方案有限元分析

顶盖是水轮机的重要部件,其性能决定机组能否安全稳定运行。本文利用ANSYS软件,分别建立了某电站水轮机顶盖结构设计原始方案和改进方案的有限元模型,并施加合理的边界条件和载荷。对两种方案的刚强度和动态特性进行了有限元对比分析。结果表明:顶盖原始方案应力水平偏高、不满足许用要求,而改进方案应力水平较好、满足许用要求;原始方案动态特性较差、会引起共振,而改进方案动态特性较好,可避免发生共振。     

推力轴承试验台异常振动故障诊断方法

针对某推力轴承试验台运行过程中的异常振动问题进行了故障诊断研究。首先,基于快速傅里叶变换方法(fast Fourier transformation,简称FFT),对实验台的异常振动信号及其特征进行了捕捉和提取;其次,从激振力、系统刚度、共振等因素对异常振动进行了专家系统故障诊断,结合有限元分析的计算结果表明,转频与试验台的动态特性发生耦合是诱发整个试验台共振的根本原因,基于此原因对试验台出现的3个异常振动特点进行了解释;最后,对试验台局部进行了优化,以避免共振发生,优化后的试验台整体动态特性可以有效避开转动频率,测试结果显示新试验台在运行工况范围内均不会出现较大的振动。     

抽水蓄能电站水泵水轮机的动静干涉与振动分析

针对抽水蓄能电站水泵水轮机运行过程中出现的振动问题,从产生共振的条件出发,分析了转轮叶片和活动导叶形成的叶栅组合的动静干涉机理。根据转轮对水力激振模式的动态响应,研究了不同叶栅组合方式对水力激振力的影响。建立流固耦合数学模型,对转轮、活动导叶、顶盖及底环等过流部件的动态特性进行了有限元分析,以7/20的叶栅组合为例,阐述了流体激发结构共振的可能性。为了避免过流部件发生共振以及由此产生的疲劳裂纹或断裂等事故,提出了最佳叶栅组合的选择原则、降低无叶区压力脉动的方法以及提高结构固有频率和降低局部应力集中系数的具体措施。     

汽轮发电机定子端部的固有频率测试

介绍了汽轮发电机定子端部固有频率的测试情况，并按照响应的考核标准对测试结果进行评定，认为定子端部响应比值小于440mm·s-2·N-1为合格。结果表明该汽轮发电机定子励端端部最大响应比值为：0．48mm·s-2·N-1对应的固有频率为104Hz。定子汽端端部最大响应比值为：0．58mm·s-2·N-1，对应的固有频率为88Hz。因此，可以认为本机组端部固有频率测试结果为合格。     

冲击式水轮机水斗高应力区结构优化及加工

水斗高应力区的结构优化和高品质加工是保证冲击式水轮机水力性能的关键。建立了水斗有限元模型,并确定合理的边界条件;根据机组运行特点,确定水斗计算载荷工况,以及应力考核标准。同时在满足水力性能及强度要求的前提下,充分考虑水斗根部的可加工性。研究表明：斗根曲率均匀度、斗根深度和厚度是水斗应力水平的主要影响因素;通过水斗根部结构优化,水斗综合应力降低16%,交变应力幅值降低13.3%,交变应力平均值降低15.5%;通过强度计算验证了根部结构优化的水斗满足应力和疲劳设计要求。通过有限元和试验优化大长径比(20:1)减振刀柄中心孔尺寸,结果表明：当内孔直径为8 mm,振幅最小,通过试验验证和加工产品的实际应用,表明优化后的方案可满足设计结构水力性能及制造精度要求。     

高水头水轮机球阀压力试验封头受力分析

以某高水头水轮机球阀压力试验封头结构为研究对象,介绍了球壳与锥壳组焊式压力试验封头的各组成部分,并利用有限元方法对其进行受力分析。利用应力线性化方法,提取了高应力区域组焊钢板的最大平均应力,并依据相应的应力考核标准对结果进行考核。