汽轮机转子设计与转子动力学分析

摘要院本文应用MonteCarlo方法和随机有限元法渊SFEM冤遥结果表明袁MonteCarlo方法和SFEM是一种很好的估计有用寿命和可

靠性的方法遥

关键词院转子曰设计曰动力学

0引言汽轮机的设计是为了在稳定的运行条件下工作，包括速度和负荷，以避免机械应力的变化。然而，有时涡轮部件也会发生故障。c在低压（LP）级汽轮机的叶片中，具有断裂的主要故障的OMV平均为75豫。这些叶片产生约10%的输出功率涡轮机和15%的功率。联合循环的一些应用；通常长的有相对低的刚度和这种叶片可能存在由于离心力引起的高应力的问题。在此工作中，将概率设计程序应用于LPST的十个刀片组。对于110MW的汽轮机，为了计算因阻尼、固有频率、振动幅度和密度变化引起的应力变化和可靠性。计算的振动应力通过对输入和输出的概率分布和统计参数进行分析，以计算有用的寿命。1汽轮机转子振动的分类汽轮机转子振动分类，强迫振动是由外力引起的，外力可分为以下四种类型：淤转子旋转产生的外力（由于转子不平衡、弯曲等）；于机械外力（从齿轮、其他连接机器等）；盂电气外力（来自电机、发电机等）；榆流体外力（由于控制级叶片的流动扰动等）。通过刀片式服务器的机械工作。所有的涡轮机部件都被设计成连续地工作，从而最大限度地减少停机。然而，在某些情况下，由于汽轮机部件故障，在低压（LP）汽轮机的情况下，叶片故障导致大部分（75%）的汽轮机停机。要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院吴纯杰（1984-），男，辽宁鞍山人，本科，电站服务事业

部区域经理，研究方向为汽轮机。

一般情况下，根刀片故障原因可能会在叶片材料缺陷和操作条件（加载、环境和应力大小）。可能会发生LP涡轮叶片的故障，这是因为一些时间由于非接触而暴露于激励下，均匀流动、喷嘴-尾流激发、时间流动变化、液滴侵蚀、多相流动、腐蚀、应力腐蚀开裂、扭转叶片振动和电网频率Va放射（疗法）。2汽轮机转子强制振动2.1转子不平衡引起的振动这种振动是由质量不平衡引起的（转子质量在轴向和切线方向上分布的不平衡）引起的，并且在实际转子上观察到的大部分振动是吸波的。广义上的兰斯振动，Q因子准则设计转子，并适当平衡转子，可以防止不平衡振动。尽管充分建立了转子设计和平衡的技术，但在该领域中遇到的大多数振动问题仍然与广泛传感器中的不平衡振动有关。2.2转子几何误差引起的不平衡振动本文采用理论和实验相结合的方法，从确定性的角度对这类失效进行了研究。确定性评估很容易实现和解释，Howe结果总是缺乏确定性。但实际上，在汽轮机运行过程中，所有的输入和输出变量都有一定的随机变化。这些小小的变化NTO在根失效分析中，采用概率方法。Combou、Handa和Anderson发展了随机有限元法（SFEM）来分析具有sto的复杂系统。2.3热弯曲振动热弯曲导致的典型振动之一有时称为“弯曲转子”振型车上，可以预见在自动变速箱市场，CVT的占用率会逐步增高。与此同时，为了能够抢占更多自动变速箱市场份额，CVT也在针对时下大热的新能源车进行不断改进，比如加特可在2018年就推出了适用于混动车型的CVT8Hybrid变速箱。相信随着研究的不断深入，会有更多的CVT厂商制作出更多更先进的适用于各类乘用车的CVT变速器。参考文献院[1]靳昌军，周存燕.永磁变频电动机直驱带式输送机在煤矿

变速，从而使发动机始终工作在最佳工况，提高车辆的燃油经济性，降低废气排放。盂生产成本低。相比于普通AT和DCT，钢带式CVT的结构更简单、零件数目更少，在大批量生产后其成本更加具有优势，可以帮助相关企业在市场竞争中胜出。2.2.2缺点钢带式CVT依靠钢带与锥形盘间的摩擦力传动，相比靠齿轮传动的传统AT，其所能传递的扭矩依然受限。而且一旦控制油压设定不足极易出现钢带打滑的情况，会对CVT变速器造成严重的损伤，危害车辆的行驶安全。3现状与发展趋势目前国内采用钢带式CVT变速器的汽车厂家越来越多，日系的本田、丰田、日产、三菱等大多数厂商都采用了该类型CVT，美系的通用也开始将CVT使用在自己的小与配件，2018（14）：70-71.

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InternalCombustionEngine&Parts动。当高温转子停止并静置一段时间时，转子无法重启。这种现象称为弓形转子。弓形转子的原因是热气聚集在转子的上侧，转子由于温度而弯曲。在考虑与短暂故障有关的随机因素的情况下，对扭转应力作用下的涡轮发电机轴进行了概率评估（故障持续时间、故障类型、故障位置等）。一种利用概率古德曼DI评价燃气轮机叶片的高循环疲劳设计和寿命预测的方法。转子的上侧和下侧之间的相干。通过在冷却过程中使转子在圆周方向上均匀地冷却，可以防止弓形转子在圆周方向上均匀地冷却。当转子在诸如密封件或抛油环的静止物体上摩擦时，·107·密度的情况下，建立了MonteCarlo方法的模型。选择上述变量基于研究，其中显示了不同的概率分布，用于模拟振动应力的随机性，从而估计其附近的谐振点（谐振应力）使用寿命。3汽轮机转子自激振动油鞭是由套筒轴承中的油膜引起的一种自激振动，当油膜kxy和kyx的交叉耦合刚度的符号相反时，就会发生这种振动，而后缀则是kxy和kyx。x和y分别表示水平方向和垂直方向油鞭是一种破坏性很强的振动，可能导致轴颈轴承和转子本身的失效。因此，我对转子的设计是必不有时会发生过度的不平衡振动。该方法考虑到：材料缺陷或损坏、制造可变性（导致概率结构阻尼分布）、概率空气动力学、热L划水、振动和平均应力分布。这种振动被称为由于转子引起的热弯曲振动。在热弯曲振动中，不稳定的振动有时会增长，最终达到极限循环。在这种情况下，极限环的周期约为20h，而振动的轨迹会产生一个cir，中心对应于一定的振动水平。研究的技术报告显示了37.5、110和350MW汽轮机的主要故障。故障历史技术报告宣传说，在tra中有像磨损这样的失效机制。冲蚀边缘叶片、叶片根部裂纹和断裂等原因不同。就110MW汽轮机而言，发生重大故障的部件平均为75%是低压（LP）阶段的L-0末级叶片，影响其使用寿命。如果不平衡响应的方向与由于热弯曲引起的响应的方向一致，则VIB的振幅配给量变大。如果不平衡响应的方向与由于热弯曲引起的响应的方向相反，则振动的振幅变小。缺点是同时在转子上观察到振动幅值的周期性变化。叶片的这些失效引起了高周振动疲劳，导致了高应力的循环。这些循环的积累可能导致裂纹的萌生和疲劳破坏。结果根据汽轮机动态状态的变化、阻尼、固有频率的变化和材料（力学性能）的变化，通过不良的修复来显示故障。Morton这种振动也可由轴颈轴承2.4效汽应轮。机Morton壳体与效应基础是方的位中耦的转合热子的旋转引起，称为振点动引起的转子的涡动。这些变量表现出高水平的随机性。因此，应开发用于执行概率分析的工具，以允许在基于的结果分析中减少不确定性、变量的随机性。研究了低压级汽轮机L-0级叶片的失效概率。概率统计工具对于某些振型，耦合振动的响应特性可能会从非耦合振动大幅度变化。因此，它是不可缺少的。建立了考虑涡轮壳体和基础的高保真度分析模型，以预测耦合振动的响应。2.5流体扰动引起的振动在部分进气工况下，控制阶段产生的流体扰动会随机激发转子。通常情况下，第一弯曲模式主要受这样的随机激振力的激励，当随机激励力很大时，转子振动就会变得明显。因此，转子的大部分随机振动可以通过去除或减少不期望的随机振动来治愈。激发力另外，增加转子阻尼是减小转子对随机激励响应的另一有效对策。在输入变量为阻尼叶片材料、固有频率、振动幅度和可少的，以防止在所有工况下产生油鞭。油鞭的特点是当转子速度增加到转子的第一临界速度的两倍以上时，就会发生油膜振荡。在许多情况下，一次油鞭（在发动机固有频率下的过度异步振动第一模式）发生，除非转子速度减小，否则继续。油鞭引起的振动频率等于转子第一振型的固有频率。油鞭突然发生并消失，转子转速存在滞后现象。在最新的转子设计中，基于热流体动力润滑（Thl）理论，得到了套筒轴承的动态特性（刚度和阻尼），进而得到了整个转子的稳定性。对Otor系统进行了评价。如果增加转子的刚度，就可以完全防止油鞭的产生，从而使转子系统第一模态的固有频率达到马西的一半以上转子转速。然而，这一纠正行动有时将是困难的，在现实中大容量汽轮机转子通常是稳定的。通过使用稳定轴承在汽轮机中常用的轴承类型，以降低Cyl稳低的干轴定性的转子承顺序为：倾瓦轴承、多瓣轴承、椭圆瓣轴承和速具度有，称较为油小振涡幅动。的自激振动，其发生在比油鞭更4蒸汽涡流蒸汽涡流是转子系统在高负荷运行条件下的第一种振动模式的自激振动，与油鞭相似，但并不严重。此外，即使使用倾斜垫轴承来防止油鞭，蒸汽旋涡也可能发生。蒸汽旋涡是由叶片和密封产生的蒸汽激发力引起的。激励力在叶片上被称为扭矩激励力，“阿尔福德力”或“托马斯力”。转矩激振力与涡轮负荷成正比，密封励磁力随压力、泄漏速度、涡流速度等因素的变化而变化。随汽轮机负荷增加的Igh压力汽轮机转子，由于在高压涡轮机中的部分进气操作导致转子上的随机激励力，以及由于轴承负荷的变化，实际转子中的蒸汽旋涡很难与其他影响分离。在高压汽轮机转子中，转子系统第一模态的振动由流动扰动、摩擦和蒸汽旋涡引起，自然自由时称为次同步振动，第一模态的频率低于转子转速。参考文献院

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