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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