發(fā)布時(shí)間：2020-05-26 17:11

【摘要】：在核工業(yè)領(lǐng)域,很多旋轉(zhuǎn)機(jī)械都是非常重要的裝備,其核心部件為高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng),其振動(dòng)特性對(duì)于轉(zhuǎn)子的性能和結(jié)構(gòu)完整性、工作可靠性有著重要影響。因此對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的殼體結(jié)構(gòu)在裂紋狀態(tài)下的工作狀態(tài)的分析,是很有必要的。一些關(guān)鍵設(shè)備中的轉(zhuǎn)子部件是在真空中進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的,當(dāng)由于外部破損而泄露空氣時(shí)會(huì)在轉(zhuǎn)子外部形成流場(chǎng),空氣與轉(zhuǎn)子之間的相互作用,即流固耦合問題不可避免。實(shí)踐證明,流固耦合作用在不同程度上影響著轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)表現(xiàn),尤其是在高轉(zhuǎn)速情況下,其影響很大。本文利用ANSYS有限元軟件,以核心部件轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象,建立轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行模態(tài)分析,計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速,預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)子與其他部件發(fā)生動(dòng)態(tài)干擾的可能性,從而對(duì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì),避開共振的發(fā)生,并對(duì)具有不平衡量的轉(zhuǎn)子進(jìn)行了瞬態(tài)響應(yīng)分析,觀察轉(zhuǎn)子啟動(dòng)時(shí)的振動(dòng)狀態(tài),并得出軸承處所受的反力大小。然后基于流固耦合的方法,通過WORKBENCH FLUENT軟件將轉(zhuǎn)子與空氣進(jìn)行耦合,計(jì)算出空氣對(duì)轉(zhuǎn)子的作用力并施加到轉(zhuǎn)子上,從而計(jì)算出預(yù)應(yīng)力情況下結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率,并比較在這兩種環(huán)境下模態(tài)頻率的變化,從而為進(jìn)一步的動(dòng)力特性分析和結(jié)構(gòu)性能改善提供參考數(shù)據(jù)。對(duì)處于空氣中帶裂紋的轉(zhuǎn)子進(jìn)行仿真計(jì)算,并比較在真空和在空氣中兩種狀況下裂紋處的應(yīng)力強(qiáng)度大小,為轉(zhuǎn)子的實(shí)際工程應(yīng)用提供了參考依據(jù)。
【圖文】：

圖I-1流固藕合流程圖

強(qiáng)度分析變得非常容易和簡單，從而建立轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)從宏觀分析（結(jié)構(gòu)整逡逑體應(yīng)力分析）到微觀分析（關(guān)鍵部位三維裂紋的分析）的演化計(jì)算模型【４９＿５（）】。逡逑裂紋自動(dòng)建模與擴(kuò)展模擬流程如圖２－１所示：逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM623

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本文編號(hào)：2682159