發(fā)布時間：2017-03-21 04:08

  本文關(guān)鍵詞：基于有限元的汽輪機轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命預(yù)測與在線系統(tǒng)可靠性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于半山發(fā)電有限公司某機組高、中壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),利用Ansys軟件,建立了轉(zhuǎn)子有限元計算模型,計算得出了轉(zhuǎn)子溫度場、應(yīng)力場。根據(jù)應(yīng)力計算結(jié)果,引進非線性連續(xù)力學(xué)損傷模型,計算了復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命。針對轉(zhuǎn)子表面凹槽、軸肩和葉輪根部等過渡區(qū)域,研究了冷態(tài)啟動過程中轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)級和中壓葉輪根部過渡圓角處Mises熱應(yīng)力、切向熱應(yīng)力集中系數(shù)瞬態(tài)特性,指出了熱應(yīng)力集中是影響熱應(yīng)力水平的重要因素,為在線監(jiān)測提供了理論依據(jù)。 針對目前無中心孔轉(zhuǎn)子在線監(jiān)測應(yīng)力計算理論中的不足,本文理論推導(dǎo)了無中心孔轉(zhuǎn)子應(yīng)力理論計算公式,并采用有限元方法進行了驗證。根據(jù)已推導(dǎo)理論,對現(xiàn)有在線監(jiān)測理論切向合成應(yīng)力評判準則提出了異議,提出了在線監(jiān)測應(yīng)力計算準則,完善了轉(zhuǎn)子在線監(jiān)測理論,填補了國內(nèi)無中心孔轉(zhuǎn)子在線監(jiān)測理論空白。 同時,從系統(tǒng)參數(shù)采集、在線應(yīng)力計算理論和低周疲勞壽命損傷模型選用三方面分析了影響在線壽命監(jiān)測系統(tǒng)可靠性的因素,評價了現(xiàn)有在線監(jiān)測系統(tǒng)可靠性。首先采用有限元計算方法,建立了轉(zhuǎn)子表面溫度修正模型,計算了汽缸金屬監(jiān)測溫度帶來的溫差,提出了溫度修正公式,然后對比分析了在線系統(tǒng)應(yīng)力計算結(jié)果與有限元應(yīng)力計算結(jié)果,最后研究了在線監(jiān)測系統(tǒng)切向熱應(yīng)力計算轉(zhuǎn)子壽命損耗的依據(jù)和不足,提出了適當?shù)母倪M方法。
【關(guān)鍵詞】：有限元 轉(zhuǎn)子 低周疲勞 在線系統(tǒng) 可靠性
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TK263
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 前言7-14
• 1．1 問題的提出及工程意義7-8
• 1．2 國內(nèi)外研究概況8-12
• 1．2．1 汽輪機轉(zhuǎn)子的溫度場及應(yīng)力場分析9-10
• 1．2．2 汽輪機轉(zhuǎn)子的低周熱疲勞分析10-12
• 1．2．3 尚未解決的問題12
• 1．3 本文工作12-14
• 第二章 汽輪機轉(zhuǎn)子熱——應(yīng)力分析的理論基礎(chǔ)14-23
• 2．1 概述14
• 2．2 轉(zhuǎn)子溫度場有限元平衡方程的推導(dǎo)14-16
• 2．3 轉(zhuǎn)子的有限元計算單元16-18
• 2．3．1 有限元熱分析單元16-17
• 2．3．2 有限元應(yīng)力分析單元17-18
• 2．4 轉(zhuǎn)子熱—應(yīng)力耦合有限元分析基本方程的推導(dǎo)18-21
• 2．5 轉(zhuǎn)子熱彈性模型的有限元方法21-23
• 第三章 汽輪機轉(zhuǎn)子非線性熱——應(yīng)力場的有限元計算23-64
• 3．1 轉(zhuǎn)子非線性瞬態(tài)熱—應(yīng)力分析有限元模型的建立23-26
• 3．1．1 葉片離心力的等效轉(zhuǎn)換23-24
• 3．1．2 轉(zhuǎn)子幾何模型的建立24-25
• 3．1．3 有限元網(wǎng)格劃分25
• 3．1．4 材料模型25-26
• 3．2 冷態(tài)啟動各級蒸汽參數(shù)的確定26-28
• 3．3 轉(zhuǎn)子熱邊界條件的確定及放熱系數(shù)的計算28-33
• 3．3．1 轉(zhuǎn)子熱邊界條件的確定28-29
• 3．3．2 轉(zhuǎn)子放熱系數(shù)的計算29-33
• 3．4 轉(zhuǎn)子溫度場的計算與分析33-37
• 3．4．1 初始溫度場的計算33
• 3．4．2 非線性瞬態(tài)溫度場計算分析33-37
• 3．5 轉(zhuǎn)子應(yīng)力場的計算37-46
• 3．5．1 轉(zhuǎn)子離心力的計算37-38
• 3．5．2 轉(zhuǎn)子 MISE應(yīng)力的計算38-46
• 3．6 轉(zhuǎn)子應(yīng)力集中系數(shù)的計算分析46-56
• 3．6．1 熱應(yīng)力集中系數(shù)的定義46-47
• 3．6．2 Mises熱應(yīng)力集中系數(shù)的計算分析47-52
• 3．6．3 切向熱應(yīng)力及應(yīng)力集中系數(shù)的計算分析52-56
• 3．7 轉(zhuǎn)子中心孔對應(yīng)力的影響56-63
• 3．7．1 有無中心孔轉(zhuǎn)子特點對比分析56-57
• 3．7．2 中心孔對應(yīng)力影響理論分析和計算實例57-63
• 3．8 本章小結(jié)63-64
• 第四章 轉(zhuǎn)子低周熱疲勞壽命預(yù)測及失效特性分析64-75
• 4．1 汽輪機轉(zhuǎn)子低周熱疲勞失效64-69
• 4．1．1 轉(zhuǎn)子裂紋形成的機理64-66
• 4．1．2 低周熱疲勞影響因素66-67
• 4．1．3 疲勞特性試驗曲線67-69
• 4．2 低周疲勞損傷、壽命分析及模型69-71
• 4．2．1 累積損傷模型69
• 4．2．2 連續(xù)介質(zhì)損傷模型69-71
• 4．3 135MW汽輪機轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命預(yù)測71-73
• 4．4 結(jié)論73-75
• 第五章 基于有限元分析的在線壽命預(yù)測系統(tǒng)可靠性評價75-90
• 5．1 概述75-76
• 5．2 在線系統(tǒng)溫度的修正76-79
• 5．2．1 溫度數(shù)據(jù)采集模型77
• 5．2．2 溫度有限元計算77-78
• 5．2．3 在線計算溫度的修正78-79
• 5．3 轉(zhuǎn)子監(jiān)測面應(yīng)力分析79-87
• 5．3．1 應(yīng)力理論分析79-82
• 5．3．2 轉(zhuǎn)子在線監(jiān)測應(yīng)力和應(yīng)變理論計算及評價82-85
• 5．3．3 應(yīng)力對比分析85-87
• 5．4 系統(tǒng)壽命損耗可靠性分析87-88
• 5．5 本章小結(jié)88-90
• 第六章 結(jié)論和建議90-92
• 參考文獻92-95
• 碩士期間發(fā)表論文95
• 碩士期間完成項目95-96
• 致謝96

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鄭李鵬;陳堅紅;盛德仁;洪雷;顧正浩;林成;;燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)汽輪機快速啟動的研究[J];動力工程學(xué)報;2011年08期

2 王俊瑜;紀冬梅;姚秀平;楊宇;史進淵;;汽輪機啟動過程中轉(zhuǎn)子應(yīng)力的主要影響因素[J];上海電力學(xué)院學(xué)報;2012年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 鄭李鵬;基于APDL的聯(lián)合循環(huán)汽輪機轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力計算及啟動優(yōu)化的研究[D];浙江大學(xué);2011年

2 甘霖;基于有限單元法的汽輪機轉(zhuǎn)子壽命評估研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

3 蔣志強;基于ANSYS的發(fā)電設(shè)備熱及熱—結(jié)構(gòu)耦合分析[D];浙江大學(xué);2006年

4 裴若楠;300MW汽輪機組壽命管理[D];華北電力大學(xué)（北京）;2007年

5 張鋒鋒;大型汽輪機轉(zhuǎn)子疲勞壽命的數(shù)值模擬[D];華北電力大學(xué)（北京）;2007年

6 黎明;利用有限元法對汽輪機高中壓轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命損傷的研究[D];長沙理工大學(xué);2008年

7 蔡宇;600MW汽輪機啟動優(yōu)化的研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2008年

8 李翠勤;液壓支架主體結(jié)構(gòu)件疲勞壽命分析[D];太原理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于有限元的汽輪機轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命預(yù)測與在線系統(tǒng)可靠性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：259000