【摘要】： 風機轉子系統(tǒng)是風機核心部件,它擔負著把電能轉化為機械能的重要任務。轉子在工作過程中,應力狀況較復雜,且在實際工作中轉輪的工作環(huán)境惡劣,這些穩(wěn)定和非穩(wěn)定因素會造成風流激振力及變化的離心力,使其葉片產(chǎn)生振動,長時間的機組振動引起機器結構的疲勞破壞,并由此引起的動應力往往成為葉片產(chǎn)生裂紋的一個最重要原因。 本文研究工作中,考慮葉片根部(葉片與軸的焊接處)出現(xiàn)裂紋,并由此而引起葉片和轉軸的非常規(guī)振動及其它非正�，F(xiàn)象,展開研究工作。建立了一般情況下具有粘彈性支承彈性盤軸轉子系統(tǒng)的非線性動力控制方程,并分析了其穩(wěn)定性。對含裂紋葉片轉子建立了線彈簧模型,導出了含裂紋葉片的局部柔度系數(shù)。用有限元軟件,分析轉子軸承在裂紋葉片非平衡力作用下的前后位移及等效應力分布、大小,并給出了相應的關系曲線圖。通過對葉片裂紋進行應力分布及軸向位移計算,分析葉片應力—時間函數(shù)曲線,得出應力集中加快裂紋擴展結論。同時,分析了導致出現(xiàn)裂紋和葉片斷裂的多種因素,并提出了避免類似現(xiàn)象發(fā)生的若干建議。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH113
【圖文】：

變化的離心力，使其葉片產(chǎn)生振動，長時間的機組振動可能引起結構的疲勞破壞，并且激勵源頻率與風輪機結構在風中的固有頻率接近或相同時可引發(fā)共振，在共振條件下極易引起結構的破壞，并由此引起的動應力往往成為葉片產(chǎn)生裂紋的一個最重要原因。在風機實際運行中，葉片裂紋問題明顯增多，各種機型的轉輪均出現(xiàn)葉片裂紋，轉子裂紋擴展引起的葉片斷裂對于旋轉機械危害極大。

4.3 含裂紋葉片轉軸有限元分析4.3.1 轉軸的有限元建模及網(wǎng)格劃分ANSYS 程序提供了 4 種創(chuàng)建模型的方法： 直接建模、 實體建模、輸入在計算機輔助設計系統(tǒng)（CAD）中創(chuàng)建的實體模型、輸入在計算機輔助設計系統(tǒng)（CAD）中創(chuàng)建的有限元模型。其中實體建模是先創(chuàng)建由關鍵點、線段、面和體構成的幾何模型，然后利用 ANSYS 網(wǎng)格劃分工具對其進行網(wǎng)格劃分，生成節(jié)點和單元，最終建立有限元模型的一種建模方法。

圖 4.2 轉軸實體模型圖實體模型建好后，必須對其劃分網(wǎng)格，生成真正的有限元模型文采用的自由網(wǎng)格法劃分轉軸網(wǎng)格，其有三個步驟：1）定義單元類型它主要包括 3 個基本的常數(shù)定義：單元類型和單元類型屬性；實常數(shù)定義；材料屬性定義。轉軸單元類型和單元類型屬性為單元；實常數(shù)包括軸的長度、截面面積、慣性矩、平面單元的軸性等。定義網(wǎng)格生成控制，在一般情況下，采用默認網(wǎng)格控制可模型生成足夠的網(wǎng)格，此時不需要指定任何網(wǎng)格控制劃分。但如要更精確的網(wǎng)格劃分結果，則需要對模型網(wǎng)格劃分控制，按要求軟件相關的屬性[33]。2）生成網(wǎng)格

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