發(fā)布時(shí)間：2024-12-15 21:24

　　汽輪機(jī)機(jī)組在啟�；蛘{(diào)峰運(yùn)行過程當(dāng)中,轉(zhuǎn)子主要承受的力是交變應(yīng)力。汽輪機(jī)機(jī)組在經(jīng)過一定周期的循環(huán)工作后,轉(zhuǎn)子表面將產(chǎn)生低周疲勞裂紋,與此同時(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)子長時(shí)間處于額定工況下運(yùn)行時(shí),將受到恒定的應(yīng)力作用,轉(zhuǎn)子材料將會(huì)發(fā)生蠕變損傷,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子裂紋的產(chǎn)生。裂紋在低周疲勞與蠕變損傷的交互作用下將隨著機(jī)組的運(yùn)行而不斷擴(kuò)展,直至斷裂。并將對(duì)汽輪機(jī)的服役造成嚴(yán)重后果。因此,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行壽命損傷預(yù)測對(duì)機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行有著重大意義。本文以某國產(chǎn)135MW汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子在冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)狀態(tài)作為研究對(duì)象,運(yùn)用有限元軟件ANSYS模擬機(jī)組啟動(dòng)過程中的溫度場和應(yīng)力場,運(yùn)用Miner線性累積損傷法和Manson-Coffin公式對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行低周疲勞壽命預(yù)測,并考慮轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的蠕變損傷,運(yùn)用線性累積法求出轉(zhuǎn)子蠕變致斷時(shí)間。本文研究工作如下所示:(1)以冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)為主要研究工況,制定了汽輪機(jī)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)方案。分析汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中有可能產(chǎn)生的疲勞失效形式,并研究了低周疲勞壽命損耗和壽命預(yù)測方法。(2)建立汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子有限元模型。本文使用Solidworks三維有限元軟件建立汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子三維全尺寸模型,轉(zhuǎn)子在運(yùn)...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 目前存在的問題
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 研究方法
    1.6 技術(shù)路線
    1.7 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 有限元理論基礎(chǔ)
    2.1 有限元法理論
    2.2 轉(zhuǎn)子溫度場數(shù)學(xué)模型
    2.3 轉(zhuǎn)子應(yīng)力場數(shù)學(xué)模型
    2.4 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子啟動(dòng)過程中應(yīng)力分析求解方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子溫度場和應(yīng)力場計(jì)算前處理
    3.1 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子幾何模型處理
        3.1.1 汽輪機(jī)組成及參數(shù)介紹
        3.1.2 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子幾何模型結(jié)構(gòu)特征簡化
    3.2 汽輪機(jī)機(jī)組啟動(dòng)方案的制定
    3.3 轉(zhuǎn)子有限元模型的建立
        3.3.1 汽輪機(jī)葉片離心力的等效轉(zhuǎn)換
        3.3.2 有限元網(wǎng)格的劃分
        3.3.3 轉(zhuǎn)子材料屬性的確定
    3.4 轉(zhuǎn)子邊界條件的確定
        3.4.1 熱邊界條件的確定
        3.4.2 計(jì)算轉(zhuǎn)子各級(jí)蒸汽參數(shù)的方法
        3.4.3 計(jì)算放熱系數(shù)的基本公式
        3.4.4 轉(zhuǎn)子各級(jí)溫度的計(jì)算分析
        3.4.5 轉(zhuǎn)子各級(jí)放熱系數(shù)的計(jì)算分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子溫度場和應(yīng)力場的計(jì)算與分析
    4.1 轉(zhuǎn)子溫度場和應(yīng)力場的計(jì)算
    4.2 轉(zhuǎn)子溫度場的計(jì)算結(jié)果分析
        4.2.1 初始溫度場的計(jì)算
        4.2.2 瞬態(tài)溫度場的計(jì)算
        4.2.3 轉(zhuǎn)子溫度場結(jié)果分析
    4.3 轉(zhuǎn)子應(yīng)力場計(jì)算
        4.3.1 施加載荷
        4.3.2 轉(zhuǎn)子應(yīng)力場的計(jì)算
        4.3.3 轉(zhuǎn)子應(yīng)力場的結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 135MW汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子壽命損耗評(píng)估與預(yù)測
    5.1 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子低周疲勞失效分析
        5.1.1 疲勞失效的特征
        5.1.2 轉(zhuǎn)子裂紋形成的機(jī)理
        5.1.3 影響低周疲勞因素
        5.1.4 疲勞特性實(shí)驗(yàn)曲線
    5.2 轉(zhuǎn)子蠕變疲勞壽命分析
        5.2.1 轉(zhuǎn)子蠕變機(jī)理
        5.2.2 高溫蠕變疲勞壽命估算方法
    5.3 轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命、損傷分析
        5.3.1 線性累積損傷模型
        5.3.2 135MW汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命預(yù)測
    5.4 轉(zhuǎn)子的蠕變損傷計(jì)算與分析
    5.5 蠕變與疲勞交互作用下的壽命損耗
    5.6 蠕變與低周疲勞交互作用下壽命損耗預(yù)測
    5.7 汽輪機(jī)的壽命管理
    5.8 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：4016487