给水泵变频改造扭振安全性分析

针对给水泵变频改造可能出现的振动过大、轴系断裂等安全性问题,建立了给水泵转子-齿轮-前置泵转子轴系的多段集中质量模型,并利用ANSYS建立轴系有限元模型,分别利用传递矩阵法和有限元法计算轴系的扭振固有频率和振型;根据计算结果确定轴系的危险截面;利用MATLAB/Simulink建立详细的变频调速系统模型,并对高压变频器输出谐波进行仿真,作为水泵轴系扭振故障的扰动源;最后利用建立的有限元模型,计算由于变频器输出谐波造成的轴系危险截面扭矩响应,并结合本文拟合的危险截面S-N曲线得到轴系疲劳寿命损耗值。结果表明:采用齿轮联接方案时轴系的危险截面分别位于给水泵联轴器前端和前置泵轴叶轮前端位置,由于变频器谐波造成的轴系扭应力较小,分别为5 MPa和1 MPa,远低于危险截面部位的疲劳极限50 MPa,不会使转子出现寿命损耗。     

汽轮机扭振作用下叶片响应及应力计算

建立了适用于汽轮发电机组轴系扭振与叶片振动耦合分析的转子-叶片耦合扭振模型,并将该模型应用于某国产600MW汽轮发电机组末级长叶片的分析计算中。基于该模型采用Riccati传递矩阵法和Newmark-β法相结合的方法得到轴系扭振故障时叶片的位移响应曲线,利用Ansys软件计算得到叶片位移-应力关系曲线,确定了叶片振动的危险截面,得到叶片危险点的应力历程,为转子和叶片的扭振疲劳寿命损耗在线分析和安全性评估奠定了基础。