基于三维热弹性接触的汽轮机调节级叶片枞树型叶根轮缘结构的优化

在考虑高温热变形影响的前提下,对汽轮机调节级叶片枞树型叶根轮缘结构进行了优化研究．采用有限元分析软件Ansys的参数化设计语言APDL建立了枞树型叶根轮缘的参数化模型,以叶根轮缘的8个关键尺寸作为设计变量,以叶根轮缘处最大等效应力达到最小为目标函数,应用模式搜索算法进行优化控制,对叶根轮缘结构进行多变量的优化分析,获得了使叶根轮缘处最大等效应力大幅减小的枞树型叶根轮缘优化型线．结果表明：相对于原始结构,优化后,叶根和轮缘处的最大等效应力分别降低了19．84％和6．48％,提高了汽轮机运行的可靠性．     

叶身裂纹对汽轮机叶片振动特性影响的研究

探究了汽轮机叶片裂纹位置和裂纹深度对整圈叶片振动特性的影响。结果表明,随着裂纹深度的增加,整圈叶片的静位移幅值逐渐增大,一阶振动频率逐渐降低,单只裂纹叶片的个体振动愈发明显。当某一单只叶片完全折断后,该叶片附近的叶片将呈现自由振动。当裂纹位置由叶片底部向顶部变化时,整圈叶片静位移幅值先增大后减小,振动频率单调递增。研究内容为叶片裂纹识别和裂纹诊断提供了仿真依据,具有重要意义。     

围带结构对整圈自锁叶片振动特性的影响

从围带结构的基本参数(围带的厚度、宽度、倾斜角、相邻围带接触面之间的接触角和接触间隙)入手,采用数值分析方法探讨了整圈自锁阻尼叶片的振动特性,得到了围带结构各参数对振动特性的影响,其中围带厚度方面的结论与试验测量结论一致.分析结果表明,围带结构的基本参数对整圈叶片结构的三重点共振点的影响具有一定的规律性;叶片振动特性分析对整圈自锁叶片的设计具有指导作用.     

汽轮机围带整圈自锁型调节级叶片的装配研究

对汽轮机具有新型结构的围带整圈自锁型调节级叶片的装配工艺进行详细论述。主要通过配磨叶片围带及止振片方法,使叶片满足装配间隙要求,从而实现工作状态下叶片围带整圈自锁。     

整圈阻尼叶片的有限元分析方法研究——稳态应力计算

整圈阻尼叶片是汽轮机动叶片中较为先进的一种长叶片结构形式,其结构强度较高,但是对其进行精细化设计和分析具有一定难度。目前在应用FEA软件对汽轮机整圈自锁阻尼叶片进行结构分析时,仍然存在一些有待澄清的问题,计算结果的准确性也需要进一步的确认。本文承接上篇关于整圈阻尼长叶片频率计算的有限元方法,着重对叶片的应力分析过程中涉及的前处理以及求解过程中的参数设置进行了探讨,希望能够对叶片设计工程师的工作提供参考。     

高速汽轮机末级叶片和轮缘强度分析及优化

针对某船用高速汽轮机末级叶片齿形叶根及轮缘进行了有限元强度分析,根据分析结果,结合机组自身的特点,提出了叶片和轮缘结构优化方案,并对优化后的结构进行了强度分析,结果表明,轮缘应力有较大幅度下降,为机组的通流设计奠定了基础。     

叶片频率计算方法研究

采用有限元法模拟计算汽轮机中短叶片的整圈频率时,可能遇到计算模型无法形成整圈的情况。尝试采用叶片围带穿拉筋和设置围带接触面过盈的方法使计算模型形成整圈结构,并对已有的某级叶片测频结果进行对比分析,发现设置围带接触面过盈的方法能较好地反应叶片的整圈频率变化趋势。     

复杂阻尼结构对910mm整圈自锁叶片振动特性的影响

对整圈自锁叶片的围带与凸台的结构进行优化,可以有效地提高叶片刚度,减小应力,从而提高汽轮机运行的安全可靠性。但是另一方面在汽轮机变转速过程中,围带和凸台的自锁状态会对叶片动频造成重要的影响。本文以910mm整圈自锁叶片为例,通过计算对叶片围带和凸台的自锁情况进行了考查,其结果得到了试验测量的验证。     

汽轮机自带冠阻尼叶片强度与振动特性有限元分析

以某给水泵汽轮机自带冠叶片为研究对象,采用循环对称法建立汽轮机自带冠叶片—轮盘系统模型,利用有限元方法研究该叶片的应力分布及固有模态,将对汽轮机内部进行三维非定常流场分析得到的实际工况下气流激振力施加到叶片上,采用模态瞬态动力学方法分别研究系统在VWO(阀门全开)以及30%THA(热耗率验收)两种工况下的振动响应规律。研究表明:冠间阻尼使得整圈叶片在工作状态下处于整圈自锁状态,增大了系统原有刚度,可有效降低叶根以及轮盘槽的最大等效应力,避开"三重点"共振,使机组安全稳定地运行;冠间干摩擦阻尼结构能够消耗振动能量,使振动响应大幅度降低。两种工况下的计算结果对工程实际有一定参考价值。     

有限元技术在空冷汽轮机长叶片设计中的应用

首先采用有限元技术对某空冷汽轮机低压末级长叶片的整圈振动特性进行计算,随后时由整圈自锁长叶片围带和凸台不同接触间隙造成整圈振动特性的变化进行了数值分析,最后对空冷低压长叶片各个部分的强度进行了分析.有限元计算结果与动频试验的结果偏差很小,强度计算结果也满足设计规范的要求.这些先进计算技术的应用,大大缩短了长叶片的研发周期,保证了空冷低压长叶片的安全运行.