带加工偏差的汽轮机末叶强度有限元分析
2022-01-21王景胜
机电设备 2021年6期
周 琴,王景胜
(上海船舶设备研究所,上海 200031)
0 引言
叶片/叶轮是汽轮机组的核心零件之一,其在承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽激振力等共同作用的苛刻环境下工作,其结构强度设计对机组的安全可靠性起着决定性的作用[1]。传统的叶片强度分析方法,往往是基于简化公式或经验公式,需要对模型进行大量的简化,难以获得理论精确解[2]。三维有限元方法的求解精度较高,适用于各类型复杂工程问题,并且可以借助于计算机进行快速求解,能极大地缩短分析时间。目前,叶片强度的三维接触有限元分析方法已在工程设计中获得广泛应用[3-4]。汽轮机叶片/叶轮在加工过程中常出现加工偏差,带有加工偏差的叶片在机组工作时的强度尤其值得关注,曹守洪等[5]中研究了一叶根轮缘存在加工偏差时的叶片强度特性,发现该加工偏差时叶根受力严重恶化。ZHOU等[6]通过有限元强度分析发现一定的加工偏差导致叶片在工作时齿面区域出现了非常显著的应力集中,局部材料强度需重点关注。当出现存在加工偏差的叶片部件时,可以考虑通过设计更改以使得该偏差部件复用,KATNAM等[7]介绍了风力透平叶片中修复缺陷的一些典型方法,陆伟[8]则介绍了调节级叶片中销孔位置误加工后的分析方法及考核依据。
本文针对某汽轮机末叶叶轮出现地实际加工偏差情况,提出了一种偏差转子复用的解决方案,通过有限元分析对比了该解决方案与原理想无偏差状态的叶片/叶轮强度状况,评估了该复用解决方案的可行性。……
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