陈力飞，吴新亚，董兴建，彭志科，孟 光

（1.上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室 振动、冲击、噪声研究所，上海 200240；2.上海电气电站设备有限公司 发电机厂，上海 200240）

大型汽轮发电机运行过程中，定子端部受二倍工频(即100 Hz)的电磁激振力。如果定子端部的模态频率接近100 Hz，将发生谐振，从而可能因振幅过大而发生结构件松动、磨损、绝缘损坏等现象，影响汽轮发电机的正常运行，甚至造成重大事故[1]。

根据GB/T20140-2016《隐极同步发电定子绕组端部动态特性和振动测量方法及评定》，在汽轮发电机的设计中须根据定子端部的模态特性进行结构优化，以使其模态频率避开95 Hz～110 Hz。为此，针对定子端部的模型建立与模态计算，学者们开展了持续深入的研究。黄伟、赵清等认为锥环与定位支架之间是固定的，采用MPC绑定实现定位支架与锥环的连接，以此建立定子端部有限元模型，通过实验进行验证并分析误差来源[2–3]。杨昔科等分别利用梁单元和实体单元建立了线棒和胶体，对灌注式汽轮发电机定子绕组端部结构进行了分步有限元仿真模态分析，修正了仿真模型的关键参数[4]。王益轩等将定子端部及其支撑部分简化成均匀连续的锥壳及旋转对称薄板组合结构，对模型的材料参数和几何参数进行动态优化设计[5–6]。

然而，在目前的研究工作中，存在着三个问题。第一，处理边界条件时将定位支架与锥环作绑定约束，在实际工况下，定位支架与锥环是接触关系，会发生相对滑动，将这两部分直接绑定连接会带来误差[7]；……