凝汽式汽轮机低压系列调频叶片的强度设计问题

本文就目前事故较多的凝汽式汽轮机低压系列调频叶片强度设计中存在的一些问题:应力腐蚀疲劳、振动强度安全准则、振动传向叶根、结构因素等,进行了分析和讨论。提出:叶型部分的蒸汽弯应力采用“低应力”和叶根部分采用“大刚度”的设计原则。建议在振动强度校核中采用安全倍率G≥5的安全准则。并对国内现行部颁叶根标准提出改进意见。     

用超参数壳体有限单元计算汽轮机叶片的振动问题

引言随着社会主义建设的飞速发展,我国对电力的需要越来越大。我国工人阶级牢记毛主席“独立自主、自力更生”,“走自己工业发展道路”的伟大教导,造出了大批赶超世界先进水平的大型发电机组。目前,发电机的主要动力为汽轮机(火力)和水轮机(水力)。要使汽轮机安全地、高质量地工作,汽轮机的叶片在工作时不发生断裂是一重要因素。叶片发生断裂主要由于共振引起。要解决这个问题,就必须知道叶片的固有振动频率及相应的振型,以便在设计叶片时考虑到避开共振事故。有两种方法可以确定叶片的固有振动     

汽轮机末级叶片振动特性研究

建立了汽轮机末级叶片的三维有限元模型,分析了叶片的静频和振型,然后计算了叶片在预应力条件下的动频,分析了工作转速对叶片振动特性的影响.最后在振动试验台上开展了叶片静频、动频和振动响应试验,实验结果与数值模拟吻合较好.研究结果表明:叶片的动频比静频大,且动频随转速的增加而增大;转速对低阶频率影响较大;在转速的9倍频激励时发生二阶共振,叶片易产生振动疲劳失效.     

汽轮机围带叶片组动应力计算方法兼分析法国卅万吨合成氨成套设备KT1501型汽轮机叶片断裂事故

本文叙述由汽轮机围带扭叶片组各类计算振型、按能量守恒原理进一步算得在发生各类振型的共振时叶片组叶身、叶根、围带及铆钉的振动应力。并根据材料的许用耐振强度判断其共振的安全性。本法主要用来计算电厂汽轮机中等长度的叶片。这里也计算了曾发生五次振动断裂的法国进口机组第一级动叶,计算结果表明该级原先叶片主要是由于2nZ喷咀激振力引起的叶片组轴向弯曲U型共振断裂。经法国修改设计后,仍旧断裂,但断于nZ喷咀激振力引起的叶片组切向弯曲B_o型共振。计算结论与实际事故部位及断口分析符合。     

扇级凸肩叶片流固耦合振动响应分析

在ANSYS Workbench中,联合Transient Structural和CFX模块对航空发动机扇级叶片进行双向流固耦合振动行为研究。分析叶片转速和凸肩结构对叶片模态频率、模态振型以及气弹稳定性的影响。结果表明,转速增加对叶片的预应力模态频率提高显著,但对模态振型的改变微乎其微。施加凸肩结构不仅能提高模态频率,而且对模态振型改变较大,明显地减小了振动位移。在叶片上,合理的凸肩安装位置不仅能提高叶片气弹稳定性和运行的平稳性,而且能降低高周疲劳破坏的几率。     

汽轮机叶片动应力研究课题获机械部、化工部科技进步二等奖

本研究课题填补了国内汽轮机叶片振动设计方面的空白,并已成功地应用于生产,解决了重大实际问题,取得了良好技术经济效果。我国从法国引进的三十万吨合成氨成套设备KT1501型工业汽轮机调节级叶片,曾先后发生五次振动断裂事故,每次新转子运行时间短的几十小时,长的也不超过三个月,事故转     

航空发动机风扇叶片振动特性分析

针对叶片的振动失效关系到整台发动机的工作可靠性的问题,基于振动分析理论,在风扇叶片模态试验的基础上,结合有限元方法建立了叶片振动分析模型;考虑气体与叶片的耦合作用,建立了旋转叶片流道模型;利用计算流体动力学计算了额定工况下的叶片表面气动载荷,并将其引入旋转叶片有限元振动分析中进行了叶片静频、动频和振动响应分析,从而得到叶片在不同转速下的动态响应。分析发现,叶片转速在2 000~3 600r/min范围内的10个转速点存在谐共振。通过进一步分析10个转速下的叶片振型与动态应力得出:临界转速工况下的振动应力明显高于相邻转速,但共振应力峰值与临界转速并无正相关性;共振应力集中位置受叶片模态振型影响较大,始终出现于叶片前缘并沿叶高方向变化,表明叶片前缘最易发生振动疲劳。研究结果对叶片振动疲劳设计和维护维、修均有一定的指导意义。     

汽轮机叶片疲劳寿命预测方法的研究

为了提高汽轮机叶片的可靠性，预防电厂中汽轮机叶片疲劳断裂的发生，首先提出了叶片应力和动态特性的数值分析方法，然后基于动态应力分析结果，考虑了影响汽轮机叶片失效的各种因素，引入Neuber准则和雨流计数法，建立了汽轮机叶片的疲劳寿命预测模型，并分析了一个5片成组的851mm叶片疲劳寿命状况。结果表明：提出的汽轮机叶片动态应力三维有限元分析模型具有良好的工程精度，叶片疲劳寿命预测可以定量地分析影响叶片安全运行的各种因素和叶片的疲劳寿命，为现实中叶片的设计制造及汽轮机运行提供了参考。     

复合材料风机叶片有限元模态分析

动态性能对叶片疲劳和可靠性有很大影响.为了减少动态性能的影响,振动研究常用于避免共振.目前,对叶片振动研究的模型因为没有全面考虑叶片的材料和结构的复杂性而存在不足,本文在abaqus环境下,建立复合材料叶片,划分网格,施加约束,采用有限元方法进行模态分析,得到六阶固有振动频率、振型等参数值.同时讨论复合材料叶片动力刚化...     

汽轮机叶片振动敏感性和模态能理论的研究

对汽轮机叶片振动敏感性进行了研究．根据能量原理，提出并建立了用“叶片模态能系数”等新概念对叶片各振动模态进行振动敏感性评价的理论和方法，给出了确定叶片组“模态能系数”以及判断叶片组内最危险叶片的原则．数值计算结果表明，上述理论和方法是符合实际的，在理论研究和工程应用方面均有实际意义     

汽轮机169mm1132型线及1184型线叶片的激光全息振型显示和分析

本文简要叙述了时间平均全息振型显示的基本原理及实现方法。对用时间平均全息方法所得到的关于汽轮机169 mm1132型线及1184型线叶片的振型系列进行了分析。找到了该型叶片某些现场事故的发生原因,并提出了一些改进意见。     

某电厂汽轮机组次末级叶片的失效分析

本文从研究失效叶片的断裂机理以及与之相关的叶片安装质量和拉筋结构形式对叶片振动特性的影响入手,计算并比较了带有整圈、半圈松拉筋叶片和单只叶片的静频和动频后,对拉筋进行了重新设计,结果表明:整圈半圆形松拉筋结构对避免先前的叶片振动疲劳失效效果良好。     

汽轮机叶片振动机理及防治

叶片是汽轮机的关键部件,又是最精细、最重要的部件之一.叶片受脉动蒸汽激振力的作用会产生强迫振动,当强迫振动的频率与叶片自振频率相同时即引起共振,导致疲劳断裂.汽轮机叶片激振分为:谐频激振、尾迹流激振、随机激振或宽频带激振、自激振效应及外力激振.消徐和防治汽轮机叶片振动的主要措施为:汽轮机叶片性能的提高和对激振源的控制.     

壳板叶片的固有特性分析

提出一种计算壳板叶片固有特性的解析方法.将叶片简化成固定在轮盘上的悬臂开口薄壁圆柱壳,采用将已知的轴向悬臂梁的振型函数代入壳板的振型变分方程降为另一方向的常微分方程的方法,解此常微分方程可以求得叶片的静频、动频以及相应的振型函数,并与有限元结果进行了比较.结果表明:提出的求解方法具有较好的计算精度.利用求得的固有频率和振型函数可以进一步研究单叶片或组合叶片的非线性振动特性以及疲劳寿命.     

裂纹参数对汽轮机叶片振动特性影响研究

为了建立叶片裂纹参数同叶尖振动幅值、频率特征值之间的对应关系,首先分析了裂纹长度变化引起的悬臂梁叶片频率转向和振型转化现象,其次采用接触裂纹有限元模型,讨论了转速对裂纹叶片非线性特性的影响,最后分析了裂纹深度与位移响应值的关系;在此基础上,分析了两种不同实际汽轮机叶片模型,讨论了裂纹深度变化引起的动频、瞬态位移响应等动力学响应的变化规律。研究结果表明:裂纹长度增大会使加悬臂梁叶片出现明显的频率转向、振型转换现象,对于实际汽轮机叶片振型转换现象不明显;随转速增大,裂纹会由不断开合状态转化为持续张开状态;变截面扭转叶片会出现特有的双响应峰现象。     

斜置喷嘴结构——降低喷嘴激振叶片动应力的有效途径

本文从喷嘴激振力作功的原理出发,阐述了斜置喷嘴结构可以显著地降低叶片第一音调各类振型的动应力,并以国产某中压事故级组为例作了计算,可使切向弯曲B_0型等危险振型降低动应力达50%以上。     

叶片组振动计算

在扭曲叶片组振动频率及其振型的计算中,传递矩阵法得到了有效的应用。它将叶片作为变截面梁的非对称弯曲,将扭转振动与两个平面内的弯曲振动通过拉筋耦合在一起。本文对这种计算方法作了以下三点改进:1.考虑了叶片和拉筋的剪切变形和转动惯量的影响。2.合理地考虑了离心力的影响。3.在动态下计算叶片与拉筋之间的作用力和力矩。这样既提高了它的计算精度,又扩大了计算机程序的通用性。计算值与实测值符合良好。     

基于流固耦合理论的混流式叶片动力学分析

为了避免机组发生共振,以某一混流式转轮叶片为对象,提出叶片在空气和在工作流道中的动态特性方程,采用有限元方法建立叶片在空气中和工作流道中的频率计算模型和方法,得出了流体对叶片固有频率的影响系数.结果表明: 叶片在空气中和在水介质中振型基本相似,但随叶片结构及振动形式的改变,叶片固有频率发生变化.该方法对于流体激振力的研究和叶片的疲劳设计校核具有一定的参考意义.     

汽轮机末级叶片水蚀实验台设计

为了研究汽轮机末级叶片的水蚀破坏机理,结合叶片的实际工况建立了水蚀实验台。阐述了水蚀实验台的组成与工作原理,设计了实验台的关键部件。通过调节与测量温度、压力、流量等工作参数,在此实验台上进行了测试实验。结果表明:所研制的实验台运行稳定可靠,整体性能满足设计要求,能较好地对汽轮机末级叶片的破坏进行模拟。     

航空发动机涡轮叶片振动模态影响因素研究

分别考虑离心力场、气动力场、温度场及热力场等因素的影响,使用有限元分析软件ANSYS,对某型航空发动机涡轮叶片工作状态下的振动模态进行分析,并将不同情况下的计算结果与室温静止状态进行比较,发现温度场及离心力场是影响叶片固有振动频率的主要因素,但对叶片的振型影响很小。然后,综合考虑温度场及离心力场的作用,对叶片进行了包含预应力的热固耦合模态分析,得到了叶片工作状态下的固有振动频率及振型。所得结论对航空发动机叶片的设计、改型及使用具有重要的理论意义和工程应用价值。