高维动力系统在转子稳定性分析中的应用

研究了高维周期性变系数动力系统在转子稳定性分析中的应用，针对转子在有限元离散后产生的周期性高维动力系统，提出了一种新的稳定性分析方法.利用Floquet Lyapunov理论，通过求解Floquet乘子矩阵对数的方法，将周期性高维动力系统转换成等效的常系数动力系统.通过求解该等效系统的Lyapunov方程，判定原系统的稳定性.该方法避开了求解Floquet乘子矩阵全部特征值或最大特征值的难点，可用于分析实际工程中多转盘高速转子的稳定性.     

整体式向心叶轮模态的有限元分析

应用ANSYS有限元软件对一个小型燃气轮机向心涡轮的叶轮模态进行了数值分析。建立了有限元形式叶轮的动力学方程，对方程中非线性的初应力刚度矩阵与离心刚度矩阵采用了线性化简化，应用block-lanzos法求解动力学方程的特征值问题，得到了该叶轮的前25阶模态。此外还基于旋转梁的动力学方程，建立叶轮的简化的动力学方程以说明叶轮基本的振动特性。这些特性在数值分析结果中得到了验证。结果表明：由于旋转柔化效应，当叶轮转速上升时，在某一个转速前，各阶频率有不同程度下降，尤其是一阶弯振频率，过了这个转速一阶弯振频率有个突然的阶越。整体式叶轮振动形式主要是叶轮的弯扭振动。     

燃气透平向心叶轮模态分析

应用有限元软件对一个小型燃气轮机向心涡轮的叶轮模态进行了数值分析。建立了有限元形式叶轮的动力学方程,对方程中非线性的初应力刚度矩阵与离心刚度矩阵采用了线性化简化,应用Block—Lanzos法求解动力学方程的特征值问题,得到了该叶轮的前7阶模态。此外还基于旋转梁的动力学方程,建立叶轮的简化的动力学方程以说明叶轮基本的振动特性。这些特性在数值分析结果中得到了验证。结果表明:由于旋转柔化效应,当叶轮转速上升时,在某一个转速前,各阶频率有不同程度下降,尤其是一阶弯振频率,过了这个转速一阶弯振频率有个突然的阶越。     

整体式向心叶轮模态的有限元分析

应用ANSYS有限元软件对一个小型燃气轮机向心涡轮的叶轮模态进行了数值分析。建立了有限元形式叶轮的动力学方程,对方程中非线性的初应力刚度矩阵与离心刚度矩阵采用了线性化简化,应用Block—Lanzos法求解动力学方程的特征值问题,得到了该叶轮的前25阶模态。此外还基于旋转梁的动力学方程,建立叶轮的简化的动力学方程以说明叶轮基本的振动特性。这些特性在数值分析结果中得到了验证。结果表明：由于旋转柔化效应,当叶轮转速上升时,在某一个转速前,各阶频率有不同程度下降,尤其是一阶弯振频率,过了这个转速一阶弯振频率有个突然的阶越。整体式叶轮振动形式主要是叶轮的弯扭振动。     

基于低周疲劳理论T型叶根转子轮槽寿命预测

由于某些低压级组T型叶根轮槽圆角轮槽应力集中处应力超过屈服极限进入塑性区域,作用于其上的低周交变的离心力载荷会引起低周疲劳破坏,因此为了兼顾这类轮槽制造成本和整个转子安全寿命,需要预测T型叶根轮槽圆角的寿命。首先基于弹塑性理论,用非线性有限元方法定量计算了某级动叶叶根轮槽的加载-卸载-加载过程。从上述计算结果中得到应力集中处的八面体剪应变幅值和平均应力。然后将此数据代入改进后的Manson-Coffin关系式,用Newton迭代法求解该方程得到低周疲劳载荷循环次数。根据这个结果我们可以判断T型轮槽这类结构是否能在新设计机组中使用。     

偶合结构片参数化实体建模

采用三维实体建模软件ＰＲＯ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ，建立偶合结构叶片实体模型。     

基于弹塑性理论的低压级组动叶叶根承载能力研究

为提高低压级组动叶叶根承载能力,基于弹塑性理论,考虑了材料非线性应力应变关系,用非线性有限元方法定量分析了某级动叶叶根在离心力作用下的应力分布.经数值模拟发现,在叶根和叶根槽的原角应力集中区域已经进入强化阶段或者塑性变形区域,但是尚未到发生破坏的强度极限.这种定量结果可以很好地解释某些汽轮机叶片应力为什么可以超出屈服极限,并作为设计新型叶片的参照指标.因此,基于弹塑性理论的有限元方法可以作为叶片设计的一种重要的辅助工具.     

引进技术工业汽轮机设计准则查询及数据维护系统的设计与实现

本文阐述了引进技术工业汽轮机中表格型规划数据库的设计。     

叶片中弧线的一种混合算法研究

针对求解透平叶片二维截面型线中弧线时,很难得到叶片前缘及尾缘的内切圆问题,研究了采用不同算法求解二维型线内切圆的过程。提出了采取一种混合方法求解二维型线内切圆的方法:在进气边和出气边采取标准的最优化方法拟合出内切圆,在中部采取传统方法求内切圆;将该混合方法编成程序,对某NACA65系列叶型及某型燃气轮机叶片进行了试算验证。研究结果表明:采用该算法计算所得之NACA65叶型中弧线及厚度分布规律与原始数据差别甚微;采用该方法计算实际产品叶型时在叶片前缘及尾缘收敛性良好,很容易得到前缘和尾缘的内切圆,在叶片中部与传统方法无异。     

偶合机构叶片参数化实体建模

采用三维实体建模软件ＰＲＯ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ，建立偶合结构叶片实体模型。