间冷循环冷却叶片强度计算方法

进行了间冷循环高压涡轮叶片与轮盘耦合的强度计算。高压涡轮工作叶片属于带冠气冷空心叶片,叶根为枞树型。由于其结构的复杂性,所以三维造型和网格划分都具有很大的难度。在前期的模型处理中,优先考虑了叶根工作齿接触面的单元质量,在沿接触面法向放置了两层高质量、小尺寸的接触单元,目的是能详细地模拟叶根接触部位的应力分布。本计算的主要目的是对冷却叶片强度计算方法进行探讨研究,为了了解冷却叶片及轮盘榫槽部位应力分布情况,必须将叶片与轮盘进行耦合计算,但在计算时只讨论叶片以及轮盘榫槽处的应力,轮盘其他位置的应力不在本计算中讨论。计算模型取1/86轮盘1只叶片作为分析对象,采用的几何模型是按设计图的名义尺寸,使用Pro/E建立的三维模型,计算时使用专业网格划分软件ANSA划分网格,ABAQUS软件进行计算分析。     

离心力作用下涡轮转子的径向变形

为了便于进一步研究叶顶间隙变化规律以及对轮盘和叶片进行强度计算,文章建立了在离心力作用下燃气轮机涡轮转子的径向变形模型。定性分析和定量计算了在不同转速和不同材料的弹性模量下,离心力对转子径向伸长量的影响。并分析了叶片离心力对轮盘变形影响的大小。所得结果表明,离心力引起的转子伸长量正比于转速的二次方;伸长量的变化率正比于转速和角加速度的乘积;且相对于叶片的径向伸长量而言,轮盘的径向变形量更为显著;叶片离心力作用在对轮盘径向变形的作用中占有一定比重;随着轮盘弹性模量增加,离心力引起的转子伸长量减小。     

燃气轮机高压涡轮叶顶间隙变化规律的有限元分析

高压涡轮叶顶间隙会直接影响到燃气轮机的功率、效率、油耗和寿命。利用有限元等软件,建立了叶片、轮盘和机匣外环的实物模型;通过热结构耦合分析,计算得到各自在温度场和离心力场作用下的径向位移,进而得到叶顶间隙变化规律,并进行了分析。计算结果表明:温度场变化是引起叶片和轮盘径向变形的主要因素;离心力对轮盘径向变形的作用比对叶片径向变形的作用要显著得多;热和离心力变化是间隙变化的两个主要因素;叶片、轮盘和机匣的热响应不一致以及离心力对转子的拉伸作用导致其径向膨胀变形不匹配,进而引起间隙变化;快速增减速度对间隙的影响最为明显。     

增压器涡轮叶片和轮盘组装结构的三维接触精细有限元分析

采用多重多支的子结构分析技术,应用基于接触问题参变量分原理的有限元参数二次规划算法,对增压器涡轮叶片和轮盘的组装结构按三维弹性接触模型进行了精细的有限元分析,最小单元边长为０．２ｍｍ,节点总数５９５４６个,单元总数为５７１５０个八节点等参块体元。计算结果与实际符合得很好,改进后的涡轮已投入批量生产。     

舰载发射装置动环断裂故障分析与改进

针对某型舰用发射装置涡轮泵发射系统中机械密封动环卡槽断裂故障,通过建立故障树对故障发生的可能原因进行筛查,并通过仿真分析、试验验证等方法对故障发生的原因进行逐一分析和排查,确定动环断裂的机理,得出导致动环断裂的原因是动环卡槽根部的应力集中。在反复交变应力的作用下,线切割产生的表面微裂纹发生扩展,最终发生断裂。针对上述机理,提出有效的纠正措施,对动环结构设计,加工工艺进行优化改进,通过对比试验验证有效解决动环断裂的故障。     

燃气轮机轮盘和叶片振动特性的多通道无线电遥测

在运行条件下实测燃气轮机轮盘和叶片的振动特性,是燃气轮机参数测量中最困难的问题之一。哈尔滨船用锅炉透平研究所近年来研制了高温应变片、测试环境的保护监控装置以及八通道动态应变遥测仪,并对一台大功率船用燃气轮机动力涡轮盘和叶片的振动特性进行了测试和研究。结果表明:其振动特性与理论计算基本上吻合。     

犁削技术与微结构加工

介绍犁削加工方法及刀具设备的研究进展情况,包括挤压-犁切、滚压-犁切、劈切-挤压。它们在微结构加工方面有独特优势。     

专用滚动轴承的车削工艺研究

介绍了如何用车削的方法加工专用轴承的渗碳淬火滚道,对加工中的各尺寸余量及尺寸精度控制进行了研究。     

数控铣削加工中工艺方法的合理选择

对数控铣削过程中工艺路线的合理安排、工艺方法及其参数的选择进行了探讨，并提出了有关工艺方法在实际应用中的一些优选条件。以达到零件数控铣削加工工艺设计的多、快、好、省的目的。     

密封间隙气流振荡流场的实验研究

该文通过实验来研究蜂窝密封、梳齿密封和光滑密封的气流动态特性。实验结果表明,光滑轮盘/光滑静子的气流脉动能量最高,梳齿轮盘/蜂窝静子的气流脉动能量最低。梳齿轮盘/蜂窝密封结构具有密封和减振双重效果。     

基于模糊PID控制器的海上风电机系统仿真模拟

当海上风电机的风轮运转时,由于风速的变化和风力涡轮机的惯性,风轮速度的变化不能与风速的变化保持同步,因此控制系统长时间处于瞬态过程中。文章主要研究了海上风力发电机仿真模拟技术和模糊PID控制器设计。通过Matlab建立了风机Simulink模型。与传统的PID控制相比,模糊PID控制器具有快速响应和良好的动态特性。     

海洋平台大型透平发电机安装工艺方案设计

目前,海洋平台上大都采用大型透平发电机来供电。以SOLAR Taurus 60透平发电机为例,详细介绍了透平发电机的安装工艺及步骤,并且归纳了安装中需要注意的问题。     

基于汽机流网一体化的辅助汽轮机建模与仿真

针对基于节点法的辅助汽轮机流体网络传统建模中,在动态过程中存在质量不平衡的问题,不能满足辅助汽轮机组变工况和故障工况特性研究的要求。本文提出了汽机流网一体化建模方法,依据质量守恒和能量守恒原理,采用可变出口导纳模拟不同背压下辅助汽轮机的流网运行情况。以某船舶汽轮燃油泵及其进出口蒸汽管网为研究对象,在MINIS环境下采用汽机流网一体化方法建立了其仿真模型。通过该方法下仿真结果与实际运行数据对比,验证了模型的准确性。仿真结果与传统模型仿真结果进行对比分析,表明了变工况和故障工况下汽机流网一体化模型具有更好的稳定性和动态适应性。     

URANS analysis of a broaching event in irregular quartering seas

Ship motions in a high sea state can have adverse effects on controllability, cause loss of stability, and ultimately compromise the survivability of the ship. In a broaching event, the ship losses control, naturally turning broadside to the waves, causing a dangerous situation and possibly capsizing. Classical approaches to study broaching rely on costly experimental programs and/or time-domain potential or system-based simulation codes. In this paper the ability of Reynolds averaged Navier–Stokes (RANS) to simulate a broaching event in irregular waves is demonstrated, and the extensive information available is used to analyze the broaching process. The demonstration nature of this paper is stressed, as opposed to a validated study. Unsteady RANS (URANS) provides a model based on first principles to capture phenomena such as coupling between sway, yaw, and roll, roll damping, effects of complex waves on righting arm, rudders partially out of the water, etc. The computational fluid dynamics (CFD) method uses a single-phase level-set approach to model the free surface, and dynamic overset grids to resolve large-amplitude motions. Before evaluating irregular seas two regular wave cases are demonstrated, one causing broaching and one causing stable surf riding. A sea state 8 is imposed following an irregular Bretschneider spectrum, and an autopilot was implemented to control heading and speed with two different gains for the heading controller. It is concluded that the autopilot causes the ship to be in an adverse dynamic condition at the beginning of the broaching process, and thus is partially responsible for the occurrence of the broaching event.     

Numerical Investigation of Contra Rotating Vertical-Axis Tidal-Current Turbine

In this study, the performance of a contra rotating vertical-axis tidal-current turbine was investigated. The incompressible unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (U-RANS) equations were solved via two-dimensional (2D) numerical simulation using ANSYS Fluent computational fluid dynamics (CFD) code. An algorithm known as SIMPLE from the CFD code was used to calculate the pressure-velocity coupling and second-order finite-volume discretization for all the transport equations. The base turbine model was validated using the available experimental data. Three given scenarios for the contra rotating turbine were modeled. The contra rotating turbine performs better in a low tip speed ratio (TSR) than in a high TSR operation. In a high TSR operation, the contra rotating turbine inefficiently operates, surviving to rotate in the chaotic flow distribution. Thus, it is recommended to use contra rotating turbine as a part of new design to increase the performance of a vertical-axis tidal-current turbine with a lower TSR.     

Numerical prediction of the surf-riding threshold of a ship in stern quartering waves in the light of bifurcation theory

In order to develop design and operational criteria to be used at the International Maritime Organization (IMO), critical conditions for broaching are explored in the light of bifurcation analysis. Since surf-riding, which is a prerequisite to broaching, can be regarded as a heteroclinic bifurcation, one of global bifurcations, of a surge-sway-yaw-roll model in quartering waves, the relevant bifurcation condition is formulated with a rigorous mathematical background. Then an efficient numerical solution procedure suitable for tracing the surf-riding threshold hypersurface is presented with successful examples. This deals with all state and control variables in parallel, and excludes backward time integration and an orthogonal condition in the iteration process. The bifurcation conditions identified were compared with the results from a direct numerical simulation in the time domain. As a result, it was confirmed that the heteroclinic bifurcation provides a boundary between motions periodically overtaken by waves and nonperiodic motions such as surf-riding and broaching.     

燃气轮机监测系统的建模与实现

以从法国引进的ＭＳ６００１燃气轮机发电机组为研究对象,针对它开发了一套以燃气轮机循环计算、压气机和涡轮特性计算及燃气轮机变工况计算为基础的工况监测显示系统软件。该软件的开发有利于提高燃气轮机系统运行的管理水平,为全面实现燃气轮机机组的智能监测和诊断打下坚实的基础。     

基于ANSYS的船用汽轮机长扭曲叶片模态分析

通过建立某型汽轮机叶片的实体模型,并基于ANSYS软件对该叶片的振动特性进行研究,利用ANSYS结构分析模块进行了模态分析,得到了叶片的前6阶固有频率和相应的振型.根据计算结果分析了汽轮机叶片的振动特性,为该叶片的设计优化和振动安全性检验提供了数值依据.     

燃气轮机混合智能故障诊断专家系统

该文针对燃气轮机的状态监测和故障诊断问题。在单一故障诊断方法无法获得较为满意的诊断结果的情况下,提出了综合利用算法诊断、规则诊断和模型诊断等方法的混合智能诊断方法,根据系统故障诊断过程在不同状态下所具有的特点和任务,利用神经网络、规则推理和建立诊断数学模型等方法来有效的完成诊断任务。     

液化天然气船汽轮机推进系统建模与仿真

建立合理准确的液化天然气(LNG)船汽轮机推进系统数学模型与实时仿真,是研制LNG特种船轮机仿真系统的核心和关键.采用模块化建模方法和集中参数处理技术,以上海沪东中华造船厂建造的LNG船汽轮机推进系统为仿真对象,建立了LNG船汽轮机推进系统的实时仿真模块化数学模型;并进行了实时仿真试验.仿真结果与设计数据和部分试航数据进行了比较,结果表明模型具有较好的稳态精度和动态响应特性与实时性,适合于LNG特种船推进系统的实时仿真要求.目前此模型已成功应用于LNG特种船轮机仿真系统.