径流叶轮静态和固有频率的三维有限元分析

讨论一种用三维实体单元模型分析径流叶轮静态和固有频率的方法．采用MSC公司的Ratran软件进行前后处理，Nastran软件进行分析计算，得到较为精确的分析结果．结果表明，分析模型可以精确直观地反映叶轮的静态和固有频率状况，为工程中实际叶轮的固有频率和强度分析提供参考。     

水流激励对水轮机主轴系统扭振固有频率的影响

以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,针对主轴系统存在扭振的情形,应用有限元法建立主轴系统动力学方程,利用理论力学和流体力学知识推导转轮内的水流对主轴系统所产生的作用力矩,得到水轮机转轮内水流激励向量,应用振动知识建立主轴系统的扭振频率方程,并根据扭振频率方程研究转轮内水流激励对主轴系统扭振固有频率的影响.研究表明:水轮机转轮内的水流激励不仅与水力参数有关,而且还和主轴系统的扭振有关,在水流激励的作用下,主轴系统扭振固有频率将比其未受到水流激励作用时的扭振固有频率有所降低,其中第一阶扭振固有频率降低幅度最大.最后通过实例对理论分析结果进行验证.     

电潜泵叶轮内部缺陷检测的流体动压分析法

电潜泵的主要能量损失由水力损失引起.由于铸造工艺的限制,部分铸渣常会驻留叶轮流道造成局部阻塞,使附加水力损失加大,泵效严重降低.文章中采用气体模拟方法研究了叶轮缺陷检测的可能性,在模拟叶轮的实际工况下,采用空气作为流动介质,通过流体动压力分析法检测叶轮流道结构缺陷.理论分析和实验测量表明,该方法对于流道占用比大于20%的矩形和流线型阻碍物均可实现快速有效的检测,对复杂小尺寸叶轮机械水力结构的缺陷检测具有一定的启示作用.     

流体压力损失法检测电潜泵叶轮缺陷的研究

电潜泵的主要能量损失由水力损失引起.由于铸造工艺的限制,部分铸渣常会驻留叶轮流道造成局部阻塞,使附加水力损失加大,泵效严重降低.采用流体压力损失法研究了叶轮缺陷检测的可能性,在模拟叶轮的实际工况条件下,采用空气作为流动介质,依据附面层理论分析流道阻碍物产生的局部阻力和压力损失,通过流体压力损失法检测叶轮流道结构缺陷.理论分析和实验测量结果表明,该方法快速有效,对复杂小尺寸叶轮机械水力结构的缺陷检测具有一定的启示作用.     

流体压力损失法检测电潜泵叶轮缺陷的研究

电潜泵的主要能量损失由水力损失引起。由于铸造工艺的限制,部分铸渣常会驻留叶轮流道造成局部阻塞,使附加水力损失加大,泵效严重降低。采用流体压力损失法研究了叶轮缺陷检测的可能性,在模拟叶轮的实际工况条件下,采用空气作为流动介质,依据附面层理论分析流道阻碍物产生的局部阻力和压力损失,通过流体压力损失法检测叶轮流道结构缺陷。理论分析和实验测量结果表明,该方法快速有效,对复杂小尺寸叶轮机械水力结构的缺陷检测具有一定的启示作用。     

叶轮冲角变化对叶轮效率的影响

 可调喷嘴涡轮通过调节喷嘴环的转角,改变涡轮的流通面积,使涡轮的流量特性和效率特性发生变化,从而使涡轮与发动机在较宽广的工况范围内保持良好的匹配.叶轮冲角发生变化时,对叶轮效率影响很大.运用三维数值模拟技术,对JK90S可调喷嘴涡轮叶轮冲角进行了数值计算和流场分析,研究叶轮冲角变化对叶轮效率的影响.结果表明,在不同的油门和不同的发动机转速下,叶轮的最佳效率对应的叶轮入口冲角不同.在发动机100%油门开度时,叶轮的最佳效率冲角约为-45°;在发动机50%油门开度时,叶轮的最佳效率冲角约为-35°.小于最佳效率冲角时,叶轮效率迅速下降;大于最佳效率冲角时,在一个较宽广的冲角范围内叶轮能维持较高效率,随着发动机转速的提高,叶轮高效区的冲角范围逐渐变窄.     

液固耦合对水轮机固定导叶振频振型的影响

通过对固液界面的压力和法向加速度的分析，并引入虚功原理的附加质量，得到弹性体在液体中的结构方程，并应用此方程对水轮机[固定导叶在水中的固有频率和固有振型进行解析，对固定导叶在运行过程中产生的共振进行了分析及预测。     

考虑安装面特性参数的悬臂梁固有频率分析

为研究悬臂梁安装的接触刚度和摩擦系数对其固有频率的影响,首先采用ANSYSY-workbench软件对悬臂梁建立有限元模型并进行模态分析,导出横向弯曲振动的固有频率和模态振型。同时根据欧拉—伯努利梁理论求解悬臂梁横向弯曲振动方程,得到悬臂梁横向弯曲振动的固有频率及模态振型的数值解,对比有限元分析与理论推导的前6阶模态分析结果,两者的模态振型一致,对应的固有频率相对偏差率最大值为4.15%。对比分析结果说明,运用ANSYSY-workbench软件进一步分析悬臂梁安装的接触刚度和摩擦系数对固有频率的影响是可行的。建立有安装接触面的悬臂梁有限元模型,针对讨论的悬臂梁横向弯曲振动情况,在悬臂梁上下两个接触面设置考虑摩擦因素的两个接触对,分别分析接触面的法向接触刚度和摩擦系数对悬臂梁固有频率的影响,并同时对接触刚度进行了实验研究。仿真与实验结果表明,有安装接触面的悬臂梁固有频率随着法向接触刚度与摩擦系数的增大而增大,且有安装接触面的悬臂梁固有频率小于约束端完全固定的悬臂梁固有频率。     

淹没深度对离心式叶轮模态参数的影响

离心式叶轮结构振动及其幅值受周围水体附加质量和阻尼的影响.为了明确不同淹没深度对离心式叶轮动力响应特性的影响,开展了数值计算和实验研究.基于声固耦合方法,开展了空气和不同淹没深度条件下叶轮的模态分析;通过锤击法获得了在空气和不同淹没深度条件下的叶轮结构响应参数,并评价了固有频率的数值预测精度;根据数值计算和实验结果,构建了结构振型、附加质量参数和阻尼参数随淹没深度的变化规律.结果表明:随着淹没深度增大,结构振型未发生改变;但叶轮附加质量系数和阻尼比都呈线性增长趋势;完全淹没时,水体附加质量及阻尼比分别为空气中的0.39倍和1.76倍.      

面向虚拟现实的水轮机与流体碰撞算法

通过分析面向虚拟现实的水轮机系统, 运用分解碰撞包围盒方法, 解决了各种水工建筑物不同工况下常规碰撞的时间延迟问题. 运用多边形边界构造方法进行粒子边界运算, 实现了粒子系统与水工建筑物的碰撞, 得到逼真的水流反弹效果, 并对水轮机叶片采用曲面重构分解包围盒和粒子边界构造检测碰撞, 在运行速度和真实度
之间通过实验找到适合的平衡点, 实现了稳定的水轮机水下运行仿真效果.     

自吸式涡轮搅拌桨的性能研究

系统地测定了自吸式双圆盘六叶涡轮桨应用于气-液-固三相浆态搅拌反应器的性能。研究了吸入气体的临界转速、表征搅拌桨对气体抽吸能力的吸气压力、气体自吸的吸入流量、搅拌功率、气含率、气液分散性能和气液传质规律,以及固体催化剂颗粒的悬浮问题。采用磁钢密封结合自吸式涡轮搅拌桨的三相浆态搅拌反应器,比较适宜于精细化学品合成的工艺研究及本征动力学测定,并对中小规模三相浆态反应工艺的连续化生产提供了可行性研究。     

压缩机叶轮部装结构力学性能研究

为了研究大型压缩机组用闭式叶轮部装结构在实际工况下的力学性能表现,以有限元法为基础,利用非线性接触理论分析了某大型压缩机组用闭式叶轮部装结构在装配过程、变工况运行过程中的应力大小与分布情况,分析可知该叶轮部装结构不会因工艺装配产生的内应力发生破坏;闭式叶轮具有工作性质稳定区域和非稳定区域,多数该型叶轮部装结构在12000r/min以上运行时发生失效.分析结果证明该分析方法具有较高的实用价值和较强的应用推广性.     

叶片共振频率的测试原理与方法研究

通过力学分析和实验证实：叶片在受敲击等瞬态激励某段时间之后，其小阻尼自由振动发出的声音主要是一阶振动固有频率所确定的基音，而其它高阶振动固有频率所确定的泛音极弱，且叶片的一阶共振频率与一阶振动固有频率极为接近。因此，对一阶共振频率的测量就可以通过自由衰减曲线法转化为对基音频率的测量，即用敲击使叶片产生能够测量的自由衰减的声音信号，将记录下的时间历程与时标比较，便可算出该叶片的共振频率。     

氧—乙炔喷焊技术对水轮机叶片钢的表面强化研究

本文就氧-乙炔热喷焊技术对水轮机叶片(OrCl3Ni4Mo钢)的表面强化作了初步探讨和实验研究。测定了自熔性合金粉末Ni60喷焊层与基体(OCr13Ni4Mo)间的结合强度和在不同介质中的耐腐蚀性能。实验结。果证明:在OCr13Ni4Mo钢表面喷焊Ni60自熔性合金粉末进行强化是可行的。喷焊后可显著提高基体的耐腐蚀性能和抗磨损性能。     

汽轮机系统对电力系统低频振荡的影响

电力系统低频振荡是电力工作者非常关注的问题,过去所作的研究大多忽略了原动机系统特性的影响．文章给出了汽轮机系统以及电力系统各个部分的数学模型,计算了各种情况下相应的特征值,通过对比结果分析了汽轮机系统对电力系统低频振荡的影响．     

四斜叶搅拌桨的固有频率测试与分析

利用模态分析中多点激振单点测响应的试验理论,提出搅拌桨的模态测试方法。对四斜叶搅拌桨进行了试验测试,并将所得测试数据与有限元计算结果进行了比较,结果基本一致。     

船舶上层建筑纵向振动固有频率估算

在参考了当的国内外常用的上层建筑纵向振动固有频率估算公式的基础上，运用统计回归和力学分析相结合的方法，提出了一个新的上层建筑纵向振动固有频率公式。该公式能够较全面的反映出影响上层建筑纵向振动的各种主要因素，不仅考虑剪切影响，而且还考虑回转影响。经对多条船上层建筑激振试验验证，用本文公式计算出上层建筑纵向振动固有频率与实测值接近，可满足工程上计算精度要求。本文公式可供船舶方案设计阶段使用。     

钢-混凝土组合梁考虑剪力滞和滑移的一阶自振频率

根据结构中钢梁与混凝土板的相对滑移、钢梁翼缘和混凝土板的剪力滞效应以及结构的挠度情况,假设结构的纵向位移函数,得到结构的能量泛函;基于能量变分原理,推导结构的运动微分方程;针对简支钢-混凝土组合梁,考虑简谐自由振动的特征,得到了有阻尼振动的一阶自振频率;依此分析了剪力滞和滑移以及结构的几何参数对频率修正系数的影响.     

混砂车搅拌叶轮流固耦合模态分析研究

为了研究流体作用力、离心力及重力等载荷对混砂车搅拌叶轮模态的影响,建立了混砂车搅拌系统的三维模型,分别对叶轮的静态模态和预应力模态进行了分析。结果表明:各载荷对混砂车叶轮模态固有频率影响不大,叶轮在两种工况下固有频率变化较小,最大变化率仅为0.61%;在流固耦合作用下叶轮振型的第2阶及第3阶振型最大值有所减小,其他各阶振型最大值无显著增大。