大型空冷汽輪機末級葉片動應力分析.pdf

1、葉片的安全可靠性是汽輪發(fā)電機組的運行安全關鍵因素?？绽淦啓C直接用空氣冷卻，受外界大氣因素影響較大，因此末級葉片所承受的動應力復雜，這直接影響葉片的疲勞壽命。因此在設計階段對空冷汽輪機葉片進行動應力特性分析就顯得尤為重要。 針對葉片的結構特點，采用適應較強的三維八節(jié)點實體單元模擬葉片，建立葉片運動微分方程；葉片在高速旋轉時，受到其自身質量引起的離心力，使葉片發(fā)生扭轉恢復變形，且該變形已超出小變形范圍，故在方程中考慮了幾何大變形的

2、問題。 由于流體計算能反映空冷汽輪機葉片表面激振力變化情況，因此采用流體計算結果作為葉片激振力，通過編制三維插值程序將流體葉片表面壓力轉化為固體網格葉片節(jié)點的壓力變化，實現(xiàn)流體和固體的間接耦合。 根據整圈葉盤系統(tǒng)所具有的循環(huán)對稱特性和其受到激振力特性，建立葉片各個扇區(qū)邊界節(jié)點的循環(huán)對稱位移約束關系，利用波傳播理論將位移約束的計算從時間域轉化為空間域計算。通過在扇區(qū)邊界施加循環(huán)對稱邊界條件，間接實現(xiàn)動應力的循環(huán)對稱計算，減

3、少了計算所需的機器內存和機時。 最后，在以上方法和理論分析的基礎上，本文對某空冷汽輪機648mm末級動葉進行動應力分析。分析空冷汽輪機在背壓15kPa、25kPa、30kPa、35kPa、40kPa、45kPa、50kPa、55kPa、60kPa、65kPa和75kPa下的動應力，得到葉片的各個背壓下的動應力分布情況，以及背壓從15kPa變化到75kPa過程中葉片的動應力變化情況及其規(guī)律。通過對葉片的各個工況下葉片瞬態(tài)動應力分析