本文關(guān)鍵詞：大型燃氣輪機渦輪葉片疲勞壽命研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 燃氣輪機作為大型動力裝置,廣泛應(yīng)用于發(fā)電及各種工業(yè)領(lǐng)域。燃氣輪機渦輪葉片疲勞壽命問題的研究對確保熱力發(fā)電設(shè)備的安全、經(jīng)濟運行具有重要意義。為了保證燃氣輪機在服役期間的穩(wěn)定性和可靠性,迫切需要對渦輪葉片的強度及疲勞壽命進行計算和校核。本文圍繞燃氣輪機渦輪葉片疲勞壽命計算理論及方法,對發(fā)電用大型燃氣輪機渦輪葉片高溫多軸低周疲勞壽命進行研究。 本文的主要內(nèi)容和成果如下: 首先,在有限元軟件ANSYS Workbench中,對燃氣輪機渦輪葉片在離心載荷、氣動載荷和熱載荷的作用下,進行了熱彈塑性應(yīng)力、應(yīng)變分析,得到渦輪葉片在其工作過程中的應(yīng)力、應(yīng)變分布,從而得到葉片疲勞破壞的危險點,為對葉片進行疲勞壽命評估準備了條件。 其次,對葉片榫頭、齒槽在間隙配合和過盈配合兩種狀態(tài)下分別進行接觸分析,得出葉片榫頭在工作中的應(yīng)力分布情況。同時,討論了榫頭、齒槽在不同過盈量下,對榫齒應(yīng)力分布的影響。 最后,通過對燃氣輪機渦輪葉片高溫多軸非比例加載工作環(huán)境的分析,并結(jié)合當前多軸疲勞壽命研究現(xiàn)狀,對Manson-Coffin理論和SWT方程進行修正,給出了渦輪葉片疲勞壽命新的計算方法。并且利用該方法計算了某燃氣輪機渦輪葉片的疲勞/蠕變壽命。
【關(guān)鍵詞】：渦輪葉片 疲勞壽命 載荷譜 多軸疲勞 有限元
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TK473
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 引言8-10
• 1.2 燃氣輪機葉片疲勞壽命國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 高溫多軸疲勞理論國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.4 本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點19-20
• 1.4.1 本文的主要內(nèi)容19
• 1.4.2 本文的創(chuàng)新點19-20
• 2 渦輪葉片三維彈塑性應(yīng)力應(yīng)變分析20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 渦輪葉片三維熱彈性有限元應(yīng)力分析原理20-22
• 2.2.1 三維問題的基本方程20
• 2.2.2 單元的位移函數(shù)和坐標變化式20-22
• 2.2.3 單元的應(yīng)變和應(yīng)力22
• 2.2.4 等效節(jié)點載荷22
• 2.3 渦輪葉片三維幾何模型的建立22-23
• 2.4 渦輪葉片有限元模型23-25
• 2.5 渦輪葉片材料參數(shù)25-26
• 2.6 渦輪葉片計算載荷及邊界條件26-30
• 2.6.1 熱載荷27-28
• 2.6.2 氣動載荷28
• 2.6.3 離心載荷28-29
• 2.6.4 邊界條件約束29-30
• 2.7 熱彈性計算結(jié)果及分析30-31
• 2.8 本章小結(jié)31-33
• 3 渦輪葉片樺頭和齒槽的接觸分析33-49
• 3.1 引言33
• 3.2 接觸問題的基本理論基礎(chǔ)33-35
• 3.2.1 接觸問題的算法介紹34-35
• 3.3 ANSYSWorkbench軟件中接觸問題的分析方法35-37
• 3.3.1 ANSYS的接觸分析步驟36
• 3.3.2 接觸參數(shù)和求解選項的確定36-37
• 3.4 渦輪葉片榫齒與榫槽接觸分析37-47
• 3.4.1 接觸分析問題模型的建立37-38
• 3.4.2 材料參數(shù)38-39
• 3.4.3 計算載荷與邊界條件39-40
• 3.4.4 計算結(jié)果與分析40-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 4 渦輪葉片高溫多軸低周疲勞壽命分析49-64
• 4.1 引言49
• 4.2 發(fā)電用燃氣輪機的工作過程及工作特點49-50
• 4.3 渦輪葉片載荷譜編制50-52
• 4.4 渦輪葉片高溫多軸疲勞壽命計算理論52-56
• 4.4.1 多軸非比例循環(huán)加載下應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系52-53
• 4.4.2 高溫多軸疲勞壽命預測模型53-55
• 4.4.3 高溫疲勞/蠕變損傷積累模型55-56
• 4.5 計算結(jié)果及分析56-63
• 4.5.1 葉片疲勞壽命計算分析56-60
• 4.5.2 疲勞壽命計算點確定60-61
• 4.5.3 葉片的蠕變損傷計算61-62
• 4.5.4 渦輪葉片疲勞/蠕變(總損傷)壽命62-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 5 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況69-70
• 致謝70-71

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 白文柱;喬亞軍;史健超;;海上石油平臺燃氣輪機發(fā)電機組帶載能力影響因素分析[J];石油和化工設(shè)備;2012年11期

2 毛艷蕾;吳新躍;湯華濤;;某燃氣輪機渦輪葉片的模態(tài)和疲勞分析[J];機械工程師;2013年06期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 梁浩騫;煙氣輪機葉片疲勞壽命預測[D];遼寧石油化工大學;2010年

2 于貴齊;燃氣輪機渦輪葉片氣動載荷與動態(tài)特性研究[D];大連理工大學;2011年

3 于航;基于數(shù)學擬合方法的燃機葉片故障診斷[D];哈爾濱工程大學;2012年

4 馬鳳飛;鎳基單晶合金的屈服準則及葉片疲勞壽命[D];哈爾濱工程大學;2012年

5 曾波;某航空發(fā)動機渦輪葉片動態(tài)可靠性建模與分析[D];電子科技大學;2013年

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本文編號：334985