基于名義應力法的混流式轉輪葉片疲勞壽命預估仿真.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、轉輪是水輪機完成能量轉換的核心部件,轉輪葉片的貫穿性裂紋嚴重影響機組的安全穩(wěn)定運行,葉片裂紋問題已成為水電站急需解決的關鍵技術難題,引起各方面的高度重視。在目前的水輪機轉輪設計中,大多采用的是靜強度校核,然而靜強度校核存在很大的局限性,它不能考核葉片承受交變載荷時的疲勞損傷,而造成葉片開裂的主要原因是循環(huán)交變動應力和穩(wěn)定應力對葉片材料的疲勞累積損傷引起的微裂紋和裂紋的擴展。因此,水輪機轉輪葉片的疲勞強度校核顯得越來越重要。
  

2、 本文借鑒航空發(fā)動機及汽輪機疲勞壽命預估的研究成果,以水輪機全流道三維非定常流動數值計算及葉片運動微分方程有限元求解為基礎,并考慮水輪機轉輪葉片剛度較大的特點,忽略葉片幾何變形對流場的影響,采取網格節(jié)點點對點的方式,將葉片危險部位的動水壓力加載至水輪機轉輪葉片的有限元網格節(jié)點處,解決了葉片危險部位動水壓力的傳遞方式,完善了水輪機轉輪葉片動應力的獲取方法。
   基于動應力分析的結果,并考慮運行工況變化頻繁引起的轉輪葉片動應力載荷

3、極其復雜的特點,開展了適合水輪機特點的載荷譜研究,通過改進傳統(tǒng)雨流計數方法,提高了水輪機載荷譜編輯效率,使其更符合水輪機轉輪葉片的動應力載荷。
   在上述工作的基礎上,進一步針對水輪機轉輪的特點,充分考慮應力集中,尺寸,表面加工以及平均應力等影響疲勞壽命的主要因素,確定了影響疲勞壽命分析中主要因素的修正系數,建立轉輪葉片疲勞壽命預估模型與疲勞壽命的評價體系。取得的成果對于提高機組的安全穩(wěn)定運行和評價轉輪的設計水平有重要的指導意

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