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汽轮机叶片的有限元分析

2024-06-04 18:34阅读：

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编辑：杭州那泰科技 www.nataid.com
汽轮机叶片的有限元分析
有限元分析网格模型如图所示，单元数口：35 701，节点数：44 453，其中叶片单元数15 139，轮缘单元数11 085，销钉单元数9 477。
该汽轮机设计转速为3000 r/min。汽轮机叶片在汽轮机运行过程中受到气流力和离心力。气流力对汽轮机叶片动强度有较大影响，但对静强度影响更大的是离心力，故在静强度分析中，只考虑结构由于旋转而产生的离心力载荷。叶片材料为2Cr13，轮缘材料为30Cr2Ni4MoV，销
钉材料25Cr2MoVA。该叶片工作于汽轮机高压缸中，考虑温度对材料机械特性的影响，工作温度约为200时材料的物理和机械特性参数，如表所示。
对于叶片、叶轮等构建的强度分析，最早是用建立在材料力学基础上的简化公式或经验公式进行的，需要对模型进行大量的简化，将叶片简化为叶根固定的变截面梁，轮缘按作用有离心载荷的三维实体进行强度分析。这些方法由于在模型和载荷等方面进行较大的简化，虽不能真实反映模型受载后各点的应力分布状况，但其结果可以体现截面应力的平均值。从原理上讲，有限元计算的结果在其远离边界或结构剧烈变化的区域，其应力大小应该和基于材料力学方法训一算的平均值相差不大。可以用这个思路来对有限元计算的结果作基本验证。
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