应用遗传算法的汽轮机转子启动优化

为了对汽轮机启动过程进行优化,发展了一种转子热应力半解析递推计算模型。该模型考虑蒸汽换热系数的变化,将启动过程分解为多个换热系数不变的升温过程,各升温过程的换热系数值取为该升温过程开始时刻的换热系数。同时,将每个升温过程结束时刻转子的温度场拟合为只含偶数次幂的4次多项式,并将拟合的温度场作为下个升温过程的初始温度场,通过拉普拉斯变换法,计算出下个升温过程的瞬态温度场。利用半解析递推模型构造转子启动优化的目标函数,采用遗传算法对660 MW机组的冷态启动曲线进行了优化,优化后转子的最大热应力减小了19.4%,且启动时间减小了4.9%。为验证该半解析递推模型的计算精度和效率,分别采用有限元模型和半解析递推模型计算了660MW机组转子冷态启动过程中的瞬态温度场、应力场,计算结果表明:两种模型计算的转子关键部位热应力变化趋势相同,最大热应力相差0.11%,而递推模型计算的时间约为有限元模型计算时间的2.8%。     

基于遗传算法的汽轮机转子启动优化研究

为对汽轮机启动过程进行优化,发展了一种转子温度场计算的半解析递推模型。该模型考虑蒸汽换热系数的变化,将启动过程分解为多个换热系数不变的升温过程,各升温过程的换热系数值取为该升温过程开始时刻的换热系数,同时将每个升温过程结束时刻转子的温度场拟合为只含偶数次幂的4次多项式,并将拟合的温度场作为下个升温过程的初始温度场;通过拉普拉斯变换法,计算出下个升温过程的瞬态温度场;最后,利用半解析递推模型构造转子启动优化的目标函数,采用遗传算法对660MW机组的冷态启动曲线进行了优化,优化后转子的最大热应力减小了19.4%,且启动时间减小了4.9%。为验证该半解析递推模型的计算精度和效率,分别采用有限元模型和半解析递推模型计算了660 MW机组转子冷态启动过程中的瞬态温度场、应力场,计算结果表明:两种模型计算的转子关键部位热应力变化趋势相同,最大热应力相差0.11%,而递推模型计算的时间约为有限元模型计算时间的2.8%。     

基于遗传算法的汽轮机转子启动优化研究

为对汽轮机启动过程进行优化,发展了一种转子温度场计算的半解析递推模型。该模型考虑蒸汽换热系数的变化,将启动过程分解为多个换热系数不变的升温过程,各升温过程的换热系数值取为该升温过程开始时刻的换热系数,同时将每个升温过程结束时刻转子的温度场拟合为只含偶数次幂的4次多项式,并将拟合的温度场作为下个升温过程的初始温度场;通过拉普拉斯变换法,计算出下个升温过程的瞬态温度场;最后,利用半解析递推模型构造转子启动优化的目标函数,采用遗传算法对660MW机组的冷态启动曲线进行了优化,优化后转子的最大热应力减小了19.4%,且启动时间减小了4.9%。为验证该半解析递推模型的计算精度和效率,分别采用有限元模型和半解析递推模型计算了660 MW机组转子冷态启动过程中的瞬态温度场、应力场,计算结果表明:两种模型计算的转子关键部位热应力变化趋势相同,最大热应力相差0.11%,而递推模型计算的时间约为有限元模型计算时间的2.8%。     

基于遗传算法的汽轮机转子启动优化研究

为对汽轮机启动过程进行优化,发展了一种转子温度场计算的半解析递推模型。该模型考虑蒸汽换热系数的变化,将启动过程分解为多个换热系数不变的升温过程,各升温过程的换热系数值取为该升温过程开始时刻的换热系数,同时将每个升温过程结束时刻转子的温度场拟合为只含偶数次幂的4次多项式,并将拟合的温度场作为下个升温过程的初始温度场;通过拉普拉斯变换法,计算出下个升温过程的瞬态温度场;最后,利用半解析递推模型构造转子启动优化的目标函数,采用遗传算法对660MW机组的冷态启动曲线进行了优化,优化后转子的最大热应力减小了19.4%,且启动时间减小了4.9%。为验证该半解析递推模型的计算精度和效率,分别采用有限元模型和半解析递推模型计算了660 MW机组转子冷态启动过程中的瞬态温度场、应力场,计算结果表明:两种模型计算的转子关键部位热应力变化趋势相同,最大热应力相差0.11%,而递推模型计算的时间约为有限元模型计算时间的2.8%。     

基于遗传算法的汽轮机转子启动优化研究

为对汽轮机启动过程进行优化,发展了一种转子温度场计算的半解析递推模型。该模型考虑蒸汽换热系数的变化,将启动过程分解为多个换热系数不变的升温过程,各升温过程的换热系数值取为该升温过程开始时刻的换热系数,同时将每个升温过程结束时刻转子的温度场拟合为只含偶数次幂的4次多项式,并将拟合的温度场作为下个升温过程的初始温度场;通过拉普拉斯变换法,计算出下个升温过程的瞬态温度场;最后,利用半解析递推模型构造转子启动优化的目标函数,采用遗传算法对660MW机组的冷态启动曲线进行了优化,优化后转子的最大热应力减小了19.4%,且启动时间减小了4.9%。为验证该半解析递推模型的计算精度和效率,分别采用有限元模型和半解析递推模型计算了660 MW机组转子冷态启动过程中的瞬态温度场、应力场,计算结果表明:两种模型计算的转子关键部位热应力变化趋势相同,最大热应力相差0.11%,而递推模型计算的时间约为有限元模型计算时间的2.8%。     

转子式机油泵运动件的LS-DYNA显示动态分析

介绍了显示动态分析和接触应力分析的基本理论，并应用显示动态分析对转子式机油泵的内、外转子的接触问题进行了计算和分析．结果表明：所计算的机油泵存在设计缺陷，需通过采取修改转子齿型、减小内外转子间的偏心距等措施来改进改进内、外转子的接触情况，减小内外转子间的挤压应力．     

间隙对内啮合摆线转子压缩机运动特性的影响

在忽略其他间隙的情况下，仅考虑外转子和缸体镜面间隙，分析了该间隙对运动的影响，详细分析了齿间间隙对内外转子的运动及啮合关系变化的作用．采用数值迭代的方法，结合实例计算了一定间隙下，外转子偏转角度、参与啮合的外转子齿号以及实际内转子啮合点发生角．研究结果表明，外转子和缸体镜面间的间隙会造成启动过程中的冲击，而齿间的间隙会导致理想情况下的多点同时啮合运行关系转化为单点啮合．如果认为主轴转速均匀，则齿间间隙会造成外转子转速产生波动．该问题的研究可为非理想情况下的内摆线转子压缩机的受力分析研究打下基础．     

鼠笼异步电机启动过程工作特性与磁场分析

利有限元数值分析软件建立了1．1kW三相鼠笼异步电机二维有限元模型．对启动过程的工作特性以及电机内的磁场分布和转子电流密度分布进行了计算和分析。得到了定子电流、输出转矩随转子转速变化的关系图以及启动过程中不同时刻电机磁力线分布图和转子导条电流分布图。对电机磁场的研究结果表明：启动时刻磁力线主要集中在临近转子表面较薄的一层内。转子导条电流密度沿径向逐渐增大,有明显的集肤效应。当电机稳定运行时,磁力线较均匀地分布在定转子铁芯内部,转子导条电流密度也均匀分布。通过场分析方法对该种异步电机进行研究。为异步电机参数的计算、结构的改进、控制系统的设计以及进一步的异步电机温度场计算提供了可靠依据。     

采用热固双向耦合模型的转子热应力计算方法研究

为准确计算汽轮机转子在启、停机过程中的热应力,建立了转子瞬态温度场、应力场分析的热固双向耦合轴对称计算模型。该模型在考虑转子温度场对应力场影响的同时,也考虑了应力场对温度场的影响。采用热固双向耦合有限元模型计算了某超超临界660MW超高压转子的瞬态温度场和热应力场,并研究了热固双向耦合和单向模型计算结果的差异。计算结果表明:在转子启动过程中,温度与变形之间的耦合作用会随主蒸汽和转子表面温差增大而增强,当转子表面初温与主蒸汽温差为280℃时,两种模型计算出的转子最大热应力相差6.6%。因此,在转子表面热冲击较大的情况下,应选择热固双向耦合模型进行转子热应力计算。     

二氧化碳摆动转子膨胀机的受力分析

由于具有环保优势，近年来自然工质二氧化碳越来越受到关注．但二氧化碳工质应用的跨临界系统存在的最大缺点是节流损失大，导致系统循环性能系数较低．对二氧化碳跨临界摆动转子膨胀机进行了理论分析，为开发高效率膨胀机代替节流阀减小节流损失，提高系统效率提供理论帮助．对膨胀机摆动转子进行了受力分析的研究，建立了摆动转子膨胀机的受力方程，对摆动转子进行了受力计算，结果表明膨胀机的摆杆两侧摩擦力很大，导致摩擦损失增大．     

整体叶盘结构模态特性分析及应力分布规律

为了研究整体叶盘结构的模态特性及应力分布规律,基于有限元分析方法建立了整体叶盘结构有限元仿真模型,对自由状态及离心力载荷下的整体叶盘进行模态及振动特性分析;并探究实心与空心整体叶盘的应力分布差异及不同叶片间隙的整体叶盘应力分布规律。为了验证仿真结果的准确性,基于多点激励单点响应方法开展了整体叶盘结构模型的模态试验,并在多功能转子实验台上开展不同转速下应力测试试验。结果表明,该结构模态频率的仿真结果与试验测试结果误差在4%以内,验证了所建立的有限元仿真模型的正确性;应力测试试验验证了其不同转速下的应力分布规律;离心力载荷对整体叶盘二节径振动下固有频率影响最为显著;空心叶盘较实心叶盘应力集中现象更为突出,且叶片根部应力值会随着叶片间隙的增大而有明显提高。     

基于Pro/E和ANSYS的发电机转子横截面的应力分析

出口越南的某卧式水轮发电机组,其单机容量为额定功率6 750kW,额定转速1 000r/min.针对其单机容量、转速高等特点,在简要介绍转子部件结构特征的基础上,重点通过对机组额定与飞逸工况下,发电机转子横截面结构应力分析的实例,介绍了Pro/E模型的导入以及有限元分析方法,最后对计算结果进行分析总结.分析过程中实现了Pro/E建模和ANSYS的仿真相互集成,通过软件各自的优势完成了模型建立和有限元分析.分析结果表明,主轴及磁极的结构达到了设计要求,与传统计算方法相比,其精度更能满足工程要求,且效率高.     

基于有限差分法的汽轮机转子低周疲劳计算

根据火电机组运行的实际数据,介绍了有限差分法计算汽轮机转子低周疲劳损耗的原理.结合模拟机组冷态启动和停机过程,采用该方法计算了转子上两个特征点的温度变化曲线和应力变化曲线,再根据Miner线性累积法则得到了转子的低周疲劳寿命损耗.通过计算发现,该方法具有计算精度高、计算速度快和实时性强等优点,能够很好地满足工程实际问题的需要.     

表面形貌对应力集中系数的影响研究

基于线弹性力学计算了机加工试样表面各点的应力分布,提出了等效应力集中系数的概念,该参量可以反映机加工表面的总体应力集中水平.采用谐波叠加的方式模拟表面形貌,提出了表面形貌有限元建模的新方法.分析了粗糙度的各表征参数对有效应力集中系数的影响.结果表明表面形貌各粗糙度表征参数对有效应力集中系数均具有明显的影响,各粗糙度表征参数与有效应力集中系数之间具有二次曲线拟合关系式.      

小型航空Wankel发动机转子结构优化仿真

三角转子是小型航空Wankel转子发动机的核心部件,其高速旋转过程中承受着温度、惯性力和燃气爆发压力等复杂载荷耦合作用,更加容易因强度不足发生失效与破坏。针对多重载荷耦合工况下,三角转子应力集中与强度问题,建立发动机热力学模型,获得发动机单循环内燃烧室缸温、缸压以及换热系数变化曲线,计算转子各处热边界条件,分别在机械应力、热应力与热 机械耦合条件下,采用有限元的方法对三角转子进行温度场、应力场与变形量仿真分析,并提出转子腰部圆孔边缘处加工圆角和冷却孔处布置散热片优化方法。仿真结果表明：优化后三角转子最大应力由原来的687.0 MPa下降为403.9 MPa,约为原来的58.79%;转子腰部圆孔边缘应力由577.5 MPa下降为306.1 MPa,降低为原来的53.02%;冷却孔处应力值也由212.6 MPa降至113.2 MPa,约为原来的53.25%。布置散热片后,转子平均温度下降20 K以上,转子腰部圆孔边缘与冷却孔温度下降40 K左右,密封槽尖端变形量由0.21 mm降至0.15 mm,减小27.7%。转子应力场得到改善,变形量减小。     

转子叶片在声波激振作用下的谐响应数值仿真分析

基于有限元理论的预应力谐响应分析方法,利用有限元分析软件ANSYS对转子叶片进行数值仿真分析,探讨当激振声频一定时,声强与转子叶片应力响应之间的关系曲线,以及当声强一定时,激振声频与叶片应力响应之间的关系曲线。通过谐响应数值仿真分析可知,当作用在转子叶片上的声强到达150dB,且声波激振频率在750Hz左右时,转子叶片产生明显的共振现象,叶片的应力明显增大。在设计转子叶片的工况时,应该采取相应的措施以避免在此处产生共振,提高转子叶片寿命,以及安全性能。     

从应力边界条件推求应力函数

对于矩形截面梁,提出了一种根据主要应力边界条件确定应力函数的方法,该方法克服了设定应力函数的盲目性,并通过例题说明了该方法的正确性及应用方法,对于弹性力学教学具有参考价值.     

转子叶片三维实体建模与应力分析

本文使用CAD软件CAXA建立三维转子叶片系统实体模型,将模型导入CAE软件Patran中进行有限元分析。在叶片顶端施加均匀剪切载荷,分析转子和叶片中的应力位移分布规律,结果表明各个叶片位移分布相同,顶端位移最大,mises应力和剪切应力则在叶片根部最大,mises应力和剪切应力沿叶片径向分布规律相同。所得结果可以为实验研究转子叶片系统提供数值参考。     

任意截面形状的转轮强度计算方法的研究

探讨了应用有限差分法求解转轮应力的计算方法。运用木方法对等厚度转轮和带叶片的压缩机转盘进行了计算，并分别与精确值和二次计算法计算结果进行了比较；其结果表明等厚度转轮应力分布的计算值与精确值完全吻合，对具有叶片的实际轮盘，从模型的建立和简化的方法来看，本方法的计算结果更接近于实际的应力分布。     

岩体爆炸应力波衰减规律的颗粒流数值模拟

基于PFC2D离散元软件,首先对岩石的动力落锤实验进行模拟,获取岩体的动力学细观参数.随后建立了集中药包作用下岩体的爆破模型,对不同关键点处的应力波峰值进行了监测,得到了应力波在岩体传播过程中的衰减规律并与理论值进行对比,从爆破漏斗的形成和理论应力波衰减的拟合效果来看,PFC模拟爆破有潜在的优越性,能较好的再现爆破的整个过程,因此,可以预先利用数值手段为试验方案设计提供指导;为爆破的研究工作提供经济、简便而实用的方法.