换流变压器阀侧套管金属法兰疲劳寿命研究

换流变压器阀侧套管金属法兰在长期振动载荷作用下可能发生疲劳断裂，但现今对其疲劳性能的研究仍不充分。为了解换流变压器阀侧套管金属法兰疲劳特性，建立套管有限元模型仿真，通过单位激励的频率响应分析，建立振动载荷谱与应力响应谱之间的传递函数，并以此分析振动载荷特征与套管根部结构对法兰疲劳寿命的影响。施加不同特征振动载荷发现，振动载荷大于1.5g(g为重力加速度)时法兰拐角位置存在较高的疲劳断裂风险；法兰疲劳寿命对套管轴向和竖向振动载荷较敏感而对横向振动载荷相对不敏感。改变套管根部结构发现，增大法兰拐角曲率半径能显著增大法兰疲劳寿命，将法兰拐角曲率半径增大到12 mm以上能较好避免法兰疲劳断裂；法兰套筒上与法兰盘连接的条形加强筋能增大法兰疲劳寿命，增大效果随加强筋宽度增加而提升；三角形加强筋也能增大法兰疲劳寿命，但加强筋安装角度与竖直方向夹角不能大于60°。研究结果有利于优化阀侧套管金属法兰结构，提高长期振动载荷下法兰疲劳寿命。