拓扑优化在某船用汽轮机转子支座轻量化设计中的应用

为提高船舶能源利用率,本文以某船用汽轮机转子支座为研究对象,首先对其进行三维建模,并基于Hypermesh软件对汽轮机转子支座进行空间离散,获得有限元模型。随后,建立汽轮机转子支座结构的变密度理论模型,采用Matlab软件对其进行编程计算,得出汽轮机转子支座材料的最优化分布,能够在保证结构刚度不明显下降的前提下大幅度削减其质量。各结果均能够有效收敛,获得令人满意的效果。     

一种船用汽轮机组激振力分析计算方法

文章介绍了一种船用汽轮机组激振力的分析计算方法。该方法以汽轮机组部件不平衡力为引起振动的主要原因,分析计算汽轮机组激振力的频率和幅值,并根据实船振动实测数据进行校正。     

某型燃气轮机低压涡轮压气机转子动力学分析

为了获得某型燃气轮机低压涡轮压气机转子的动力学特性,并验证其稳定性及可靠性,本文使用SAMCEF/Field软件的转子动力学分析模块对该转子进行了分析计算。根据机组实际运行的条件,计算了该机组转子的临界转速、稳态不平衡响应、叶片丢失瞬态响应等。计算结果表明,临界转速安全系数合理;转子系统选取的平衡量具有较小的振动幅值;转子的瞬态响应结果验证了结构方案的合理性,转子系统具有较好的稳定性。得出了此转子结构方案能保证低压涡轮压气机稳定运行的结论。     

船用燃气轮机盘-叶耦合系统固有振动特性研究

随着船用燃气轮机的转子轮盘不断向轻、薄的方向优化,只考虑根部固支下叶片的振动已不再能满足安全需求,将轮盘—叶片作为一个耦合系统来研究其振动特性是十分必要的。而且转子在高温高转速下工作,为了准确求解耦合系统的振动特性,不可忽视温度、转速对振动的影响。文章建立了船用燃气轮机转子盘—叶模型,应用有限元程序和循环对称结构算法,从实际工况角度出发,计算不同旋转、不同温度及其变化率下耦合系统的固有振动特性。归纳出温度、转速与盘—叶耦合系统固有振动特性间的关系,为预防船用燃气轮机转子出现耦合共振危险及可靠性计算提供了数值依据。     

汽轮机转子冷态启动过程的疲劳损伤分析

针对汽轮机高压转子在冷态环境下启动至额定工况的疲劳损伤问题,基于有限元方法,建立针对汽轮机高压转子的三维结构疲劳寿命预测模型,通过热-固耦合分析,得到汽轮机冷态启动过程中温度场和应力场的分布,运用Manson-Coffin公式、Miner线性疲劳累积损伤理论及Timo-Sarney曲线,实现疲劳寿命和疲劳损伤的预测,算例分析某国产135 MW汽轮机高压转子的低周疲劳损伤,结果表明,该汽轮机转子冷态启动过程中,寿命损耗值远小于转子出厂设计分配值,该转子启动方式安全可靠。     

带加工偏差的汽轮机末叶强度有限元分析

叶片/叶轮是汽轮机组中的重要零件,其结构强度对整个机组的安全可靠性起着决定性的作用.由于实际加工过程中存在不可避免的加工偏差,导致实际零件尺寸与理论尺寸存在差异,必须对偏差部件导致的叶片强度风险进行分析及进行必要的设计调整.文章基于某汽轮机末叶片,结合实际出现的加工偏差,提出一种偏差部件复用的设计解决方案,对理想无偏差结构及该偏差复用方案进行有限元强度计算及对比,结果表明采用了该复用设计方案的叶片/叶轮在部分区域应力稍有增加,但整体仍符合强度设计要求,满足加工偏差转子复用的条件.     

基于Gurson模型的船用金属单向拉伸断裂分析

船体结构在外力载荷的作用下会有断裂失效的风险,针对船用金属试件的单向拉伸断裂现象,采用Gurson模型进行数值分析。阐述Gurson模型及相关理论,并基于C++语言实现其求解功能。分别研究初始缺陷比例、外部载荷、材料弹性模量和抗断裂性能对金属试件断裂现象的影响。通过与Q235低碳钢及铝合金的单向拉伸试验测量数据相对比,发现二者具有较好的一致性,说明该方法在评估结构断裂性能方面是可行的,程序是可靠的。     

工业驱动用汽轮机静挠度计算

工业驱动用汽轮机随着功率的增加,结构尺寸也越来越大,动子和静子在自重作用下会产生不可忽略的挠曲,进而影响动静间隙的大小。根据某大功率驱动用汽轮机的实际结构,采用有限元方法计算了静态下汽缸和转子的挠度,从而给出汽轮机本体结构对动静间隙设计的影响。     

前置定子叶片周向弯曲对导管桨非定常特性的影响

采用数值计算方法研究了均匀来流下定子叶片周向弯曲对前置定子导管桨非定常特性的影响。首先通过对比计算结果和试验结果,验证了数值计算方法的可靠性。再采用该方法对不同型式的定子周向弯曲开展了非定常力分析。计算结果表明,定子弯曲对效率影响不大,但是对非定常特性影响明显。转子推力脉动峰值频率为叶频及其倍频,定子周向弯曲后转子推力脉动幅值均减小,后弯10°时转子推力脉动幅值降低46%。     

某船用燃气轮机故障的动力学分析

针对某船用燃气轮机的压气机转子叶片与机匣碰摩故障、转子叶片叶尖磨损故障、转子轴承故障,依次分析了故障机理和振动特征,建立了燃气轮机典型故障模拟实验器,模拟了以上三种故障,采集、分析了振动信号,研制了新型的舰船旋转机械状态监测仪,为下一步的在线监测与诊断奠定了基础.