混流式水轮机转轮的模态分析和裂纹扩展寿命的估计

• 作者: Flores M.
• 来源期刊: 国外大电机
• 学科: 物理学
• 关键词: 流固相互作用 有限元 裂纹
• 年，卷（期）: 2009,（4）
• 页码范围: 69-73
• 页数: 5页
• 分类号: O327

摘要

透平机械运行时，叶片受到载荷作用可以产生振动、疲劳、断裂，因而影响机械的完整性。混流式水轮机的转轮在叶片和上冠连接处曾出现裂纹。本文介绍了混流式水轮机转轮的模态分析和裂纹扩展的寿命分析。首先，介绍了转轮在空气和水中的模态分析，计算了在这两种情况时的固有频率和模态振型。转轮在水中时考虑了流固相互作用的附加质量效应。其次，依照寿命估计的要求计算了静应力和动应力。对于静应力计算，转轮上作用有水的压力分布和离心力。估计了导叶和转轮的相互作用引起的动应力。最后对裂纹扩展的寿命进行了估计。寿命预测乃是基于局部应变方法以预测其扩展寿命。弹塑性应变用Neurber法则确定，对塑性应变用材料迟滞线来解。求解应变寿命方程则可估算裂纹扩展寿命。