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.     

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。     

汽轮机叶片损坏原因及预防

汽轮机叶片损坏事故包括叶片裂纹、断落、水蚀、围带飞脱、拉筋开焊或断裂。叶片损坏是电厂常见的一种设备损坏事故。本文从常见叶片事故发生时的征象入手,介绍了叶片损坏的原因最后提出了防止叶片断裂和损坏事故的发生的方法。     

汽轮机扭叶片振动特性常见数学模型的对比

通过收集资料,将历史上汽轮机扭叶片三种计算模型各自特点分别列出,指出了三种模型的优缺点及适应范围。并从合理模化叶片,提高计算精度的观点出发,认为三维有限元模型将成为汽轮机扭叶片振动特性研究的重要手段。     

汽轮机叶片结垢在线诊断的一种新方法

克服以往对汽轮机故障诊断侧重于对振动信号的监测与分析,而对热力参数重视不够的局限从对热力状态参数的监测与分析出发,以汽轮机叶片结垢为例,了汽轮机叶片结垢与热力养育 关系;并以热力计算结果为训练样本,建立了判别结垢程度的神经网络模型,经实例验证,该模型可以较准确地判明叶片结垢程度。．     

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     

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。     

旋转叶片振动测量传感器的设计

叶片振动测量对汽轮机设计和安全监测非常重要，光纤传感器的出现为实时精确测量高速旋转叶片振动提供了可靠的保证，本研究描述了基于光纤传感技术的叶尖定时传感器的工作原理、设计及其性能。     

喷射或抽取气流抑制叶顶密封气流激振的实验研究

针对汽轮机叶片振动导致叶片断裂的问题,提出用喷射或抽取气流的方法来抑制叶顶密封气流激振。在叶片顶部密封装置上设计了带倾角的气流口,用于喷射和抽取气流。实验研究了在叶片顶部喷射或抽取气流对叶片振动的影响。当倾角小于30°时,在叶片顶部喷射气流加剧叶片振动;当倾角大于40°时,喷射气流明显地抑制了叶片振动,叶片振动量随着喷气压力的增加而减小,最低可减至初始振动量的81%。从叶片顶部抽取气流能够减小叶片振动10%以上;对于普通叶片,当抽气口采用正倾角时抽取气流抑制叶片振动的能力比采用负倾角时大;对于带冠叶片,抽取气流抑制叶片振动效果更好,减振能力可达23%,且叶冠宽度较大时减振效果更稳定。     

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.     

大功率汽轮机成组长叶片三维振动特性分析

引入三维实体单元模型和子结构分析方法,提出了大功率汽轮机叶片组静频和动频的计算方法。文中对一工程中实际使用的长叶片组进行了分析,实例分析表明,文中所提供的分析模型可以充分利用现有的计算工具精确分析叶片组的振动特性,直观地反映叶片的应力状况的振动形态。     

快速处理15MW汽轮机断叶片事故

随着我国社会主义社会的不断发展和建设,我国的科学技术水平也不断提高,越来越多的高科技产品出现,这些产品进入市场,给我们的生产生活又带来了一项保障措施。近年来,企业使用的电力系统汽轮机叶片事故时有发生,因此造成了大量的人力、物力以及财力等的浪费,下面本文通过对15 MW汽轮机断叶片事故发生时,对其原因进行分析,并提出了快速简便的解决方法,进行了有效地处理,通过打断180度方向上另一个叶片的方法,从而取得了较好的成果,共同促进了汽轮机机组的安全稳定的运行过程。     

调节级双胞胎叶片模态阶序的转移

采用三维8节点非协调单元有限元模型,对50MW汽轮机调节级双胞胎叶片的振动特性进行了计算分析.计算结果表明,在工作状态下,温度的影响和离心力的作用使得轮缘周向尺寸增大,造成了叶根的松动,从而导致振动延伸到叶根部分,振动下传不仅导致旋转状态下的固有频率小于相应的静频值,而且由于参加振动叶片的结构刚度和质量的重新组合,导致叶片模态阶序发生了转移.在静止时,叶片的第1阶固有振动为切向振动,第2阶固有振动为轴向振动;在旋转态下,第1阶固有振动变成了轴向振动,第2阶固有振动变成了切向振动.     

低压汽轮机末级叶片损坏及处理

汽轮机末级叶片是火力发电厂的重要零部件,直接影响着汽轮机组的安全性和经济性。近年来,频繁发生汽轮机末级叶片的早期断裂事故。低压段末级叶片损伤形式与原因是多种多样的,其主要有：（1）机械性损伤的形式与原因;（2）非机械性损伤的形式与原因。本文介绍了本文主要是探讨低压段末级叶片的两种非机械性损伤原因及处理方法,末级叶片在运行过程中受到腐蚀损伤和水蚀损伤,确定更换叶片的最佳条件,降低成本,获取最佳利益。     

汽轮机叶片动应力计算方法的研究

研究了汽轮机叶片的动应力特性及频率、激振力、阻尼等因素对动应力特性的影响,建立叶片有限元模型、激振力模型和阻尼特性处理方法的基础上,建立了采用模态迭加法求地片强迫振动的方程,建立了定量计算叶片振动响应和动应力的模型和计算方法,对真空叶片动应力场进行计算,所得结果与实际吻合,表明该模型和方法具有理论和工程应用价值。     

汽轮机低压末级叶片腐蚀原因分析及其表面防护处理

随着电站汽轮机大容量化,叶片的安全可靠性和保持高效率显得尤其重要。叶片是汽轮机的关键零件之一。它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。因此很有必要及时调查研究、分析、总结叶片尤其是末级和调节级叶片发生的各种损伤原因及防止发生损伤的各种措施。本文着重研究分析汽轮机徽压末级叶片腐蚀原因及其表面防护处理。     

科氏力对高速旋转汽轮机叶片动态特性的影响

采用解析的方法，建立了高速旋转汽轮机叶片中科氏力和科氏动应力的计算模型。该模型克服了以往在叶片动态特性分析时难以考虑科氏力影响的问题，导出了科氏动应力和非稳态气流动应力比值的计算公式以及科氏力和离心力比值的计算公式，并进行了实例分析．计算结果表明，科氏力对叶片轴向振动和扭转振动的固有频率没有影响，对切向振动的影响很小，可以忽略不计；科氏力所产生的动应力不到非稳态气流动应力的1%。     

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。     

汽轮机叶片疲劳设计 在法国卅万吨合成氨成套设备工业汽轮机事故叶片改进设计上的应用

本文提出了能反映振动断裂事故本质的疲劳设计,并已成功地应用于法国进口机组发生事故的第一、二级叶片改进设计上,改进后的国产新转子装于安庆石化厂,已安全运行了一年多。由二级叶片疲劳设计的振动特性可见,只要叶片动应力安全地低于材料许用耐振强度,某些振型的共振是并不危险的。需要避开的仅仅是个别危险振型,这就是疲劳设计所能揭示的真相。