李继红 晁利宁 徐 金 张 敏

1.西安理工大学，西安，710048 2.西安陕鼓动力股份有限公司，西安，710048

0 引言

TRT焊接机壳是在原有铸造机壳的基础上进行结构改进和创新设计后得出的新产品［1］。与原来的铸造机壳相比，焊接机壳具有多方面的优势。但如此巨大的焊接机壳在各种工况中能否安全可靠，以及在使用过程中的强度、刚度能否满足产品设计要求都是设计人员最关心的问题［2］。因此，虽然国内外学者对这种大型结构件的应力及变形做了大量研究，应用各种有限元方法［3］进行了分析，使得对单个结构件的应力及变形分析变得更迅速和精确，但是如何对同类型的大型结构件进行系统的有限元分析，使生产者和使用者全面了解新产品的力学性能，为新产品的制造和使用提供更可靠的数据参考，仍然是一个亟待解决的问题［4］。

本文通过有限元仿真，获得机壳在刚度和强度方面的特性参数，预知机壳焊接中的变形趋势，分析机壳在使用工况的条件下整个机壳的应力及变形情况，找出应力及变形的最大部位，即最危险的部位，并对结构的调整提出改进性意见。

1 计算模型的建立

1.1 结构模型

TRT蜗壳结构如图1所示。蜗壳的最大直径为5.12m，最大厚度为70mm。以中分面法兰为界，蜗壳分为上下两个机壳。壳体内部有大量防变形支撑，如加强筋、支撑柱等。

图1 TRT蜗壳几何模型

1.2 有限元模型

由于整个TRT蜗壳结构复杂，体积庞大，壳体上存在许多小孔和尖角，造成有限元网格剖分困难。……