董强， 王龙清， 唐坤

（东方电气集团东方汽轮机有限公司， 四川德阳， 618000）

1 引言

汽轮机大叶片普遍存在着在加工制造后变形问题： 一方面是加工会导致叶片在毛坯锻造过程中所产生的内部组织应力变化； 另一方面是大叶片的弱刚性结构会使叶片在加工过程中受力不均造成变形。 而关于叶片变形和残余应力对叶片性能影响的研究由来已久， 70 年代兴起的有限元方法， 将有限元为基础的数值模拟技术和叶片校形过程相结合， 通过计算模拟， 以直观的图像和图形信息表现出物理量变化， 从而预知叶片校形过程中的应力分布和变形。

当作用在物体上的外力取消后， 物体的变形不完全恢复， 而产生一部分永久变形， 这种变形就叫塑性变形。 对于塑性力学来说， 弹性力学中的大部分基本概念和处理问题的方法都可以在塑性力学中得到应用[1]。 塑性变形的基本规律应当建立在实验的基础上， 即从实验中去找出材料超出弹性极限后的特性， 从而确定物理关系， 建立塑性力学中的基本方程， 由这些方程得到不同情况的塑性状态下的应力和变形。 利用这些基本规律来讨论材料发生塑性变形后内部应力重新分布情况， 以便做出更合理的设计， 在这方面也已做了很多工作， 并且已经解决了不少问题[2]。

本文以某型号汽轮机末级叶片为例， 使用有限元从理论分析当前校形方式对叶片应力变化的影响， 并且对叶片校形前后的变形量与残余应力进行检测， 进而对该叶片的校形方案进行了探讨，最终确认一个不会对叶片安全性能造成影响的允许变形量与校型量。……