本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的汽輪機(jī)葉片參數(shù)化有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽輪機(jī)葉片是汽輪機(jī)的關(guān)鍵零件，其類型、數(shù)量眾多，占汽輪機(jī)設(shè)計(jì)工作量的很大比例。汽輪機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)基本相同，但由于使用場合、工況的差別，，在結(jié)構(gòu)尺寸上形成了一個系列。在實(shí)際葉片設(shè)計(jì)過程中均需反復(fù)進(jìn)行“設(shè)計(jì)—建�！治觥薷脑O(shè)計(jì)—再建�！俜治觥钡倪^程，對于重復(fù)進(jìn)行的再分析，在有限元建模與處理結(jié)果時(shí)也存在著大量的重復(fù)性工作，影響到設(shè)計(jì)分析的效率。因此，借助參數(shù)化思想對葉根進(jìn)行有限元分析是十分必要的。本文圍繞葉片的參數(shù)化有限元分析開展了以下工作： （1）針對單T型、雙T型、樅樹型葉根及輪槽進(jìn)行參數(shù)化有限元分析。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可直接調(diào)用的宏文件。使用APDL語言編制程序，實(shí)現(xiàn)葉根的參數(shù)化建模、材料選擇、網(wǎng)格劃分、載荷施加以及求解過程。在分析完畢后，針對分析結(jié)果，自動生成報(bào)告。對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了校核，驗(yàn)證了程序的可靠性。 （2）當(dāng)葉根存在加工誤差時(shí)，葉根及輪槽上的應(yīng)力將會發(fā)生變化，與設(shè)計(jì)狀態(tài)不同。本文針對葉根存在加工誤差的情況，分別對單T型、雙T型葉根進(jìn)行了分析、探討，得到應(yīng)力和加工誤差之間的變化規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明，葉根過渡圓角區(qū)上節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和加工誤差呈線性關(guān)系，葉根與輪槽的接觸面上的支反力也呈線性關(guān)系，并給出了支反力與加工誤差之間的擬合公式。 （3）對圍帶及葉身進(jìn)行參數(shù)化有限元分析。針對典型的平行四邊形葉冠，確定描述其形狀的尺寸參數(shù)，使用編制的宏文件，實(shí)現(xiàn)對圍帶的參數(shù)化建模、材料選擇、網(wǎng)格劃分、載荷施加、求解過程。對圍帶幾何形狀進(jìn)行了介紹，平行四邊形圍帶較未加工圍帶，離心拉應(yīng)力減少了47.12%。
【關(guān)鍵詞】：參數(shù)化 有限元 APDL 加工誤差 圍帶
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK263.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 汽輪機(jī)葉根概述12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 基本理論17-30
• 2.1 彈性力學(xué)的基本理論17-19
• 2.1.1 彈性力學(xué)基本量17
• 2.1.2 平衡微分方程17-18
• 2.1.3 幾何方程18
• 2.1.4 物理方程18-19
• 2.2 有限元法分析理論19-21
• 2.2.1 有限元法的發(fā)展簡況19-20
• 2.2.2 有限元基本思想20-21
• 2.3 葉根及輪緣的應(yīng)力計(jì)算21-27
• 2.3.1 倒 T 型葉根的應(yīng)力計(jì)算21-24
• 2.3.2 外包雙倒 T 型葉根的應(yīng)力計(jì)算24-27
• 2.4 ANSYS 及二次開發(fā)27-29
• 2.4.1 ANSYS 簡介27-28
• 2.4.2 ANSYS 二次開發(fā)28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 汽輪機(jī)葉根參數(shù)化有限元分析程序開發(fā)30-48
• 3.1 參數(shù)化有限元分析程序開發(fā)的基本思路30-33
• 3.2 汽輪機(jī)葉片幾何數(shù)據(jù)的預(yù)處理33-36
• 3.3 參數(shù)化有限元分析程序的功能模塊36-47
• 3.3.1 參數(shù)化建模36-38
• 3.3.2 常用材料數(shù)據(jù)庫38-40
• 3.3.3 參數(shù)化網(wǎng)格劃分40-43
• 3.3.4 約束條件43-45
• 3.3.5 計(jì)算結(jié)果及后處理45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 樅樹型葉根參數(shù)化有限元分析48-62
• 4.1 樅樹型葉根及輪槽的參數(shù)化建模48-54
• 4.1.1 樅樹型葉根及輪槽的幾何模型48-49
• 4.1.2 樅樹型葉根及輪槽的數(shù)據(jù)格式49-52
• 4.1.3 樅樹型葉根及輪槽的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式52-54
• 4.2 參數(shù)化單元選擇及網(wǎng)格劃分54-56
• 4.3 參數(shù)化加載及求解56-57
• 4.4 計(jì)算結(jié)果及參數(shù)化后處理57-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 加工誤差對葉根應(yīng)力的影響62-72
• 5.1 單 T 型葉根存在加工誤差的應(yīng)力分析62-66
• 5.2 雙 T 型葉根存在加工誤差的應(yīng)力分析66-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 圍帶及葉身的參數(shù)化有限元分析72-80
• 6.1 圍帶幾何形狀分析72-73
• 6.2 圍帶的參數(shù)化建模73-75
• 6.3 葉身的參數(shù)化建模75-77
• 6.4 參數(shù)化網(wǎng)格劃分及載荷施加77-78
• 6.5 計(jì)算結(jié)果78-79
• 6.6 本章小結(jié)79-80
• 第七章 結(jié)論與展望80-82
• 7.1 結(jié)論80
• 7.2 展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文85

【參考文獻(xiàn)】

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