国家高技术研究发展计划(2006AA04Z404)
- 作品数：12 被引量：110H指数：7
- 相关作者：谢永慧张荻樊涛孙弼蓝吉兵更多>>
- 相关机构：西安交通大学东方汽轮机有限公司更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学一般工业技术更多>>
- 汽轮机叶片结构阻尼研究发展现状及展望被引量：17
- 2008年
- 叶片的安全一直是保证汽轮机正常运行的关键。随着汽轮机组单机功率的增大,尤其是近来超超临界机组的发展,末几级叶片越来越长,相应地降低了叶片的刚性,不但使叶片运行时扭转恢复角增大,也降低了叶片抵抗振动应力的能力,采用各种阻尼结构以提高叶片抵抗振动疲劳的能力是各个汽轮机制造厂家广泛采用的方法。在广泛收集有关研究资料的基础上,首先总结了汽轮机叶片中广泛采用的摩擦阻尼理论及试验研究成果,然后介绍了碰撞阻尼结构尤其是一种新的具有自调谐作用碰撞阻尼的一些机理及应用情况。最后对进一步研究汽轮机叶片干摩擦阻尼和碰撞阻尼提供了一些看法。
- 赵子辉谢永慧张荻强彦
- 关键词：汽轮机叶片阻尼振动
- 透平级三维粘性非定常流动和气流激振力的研究被引量：2
- 2009年
- 针对非定常流动对透平气动性能的影响和导致产生动叶片振动疲劳的气流激振力,深入研究和总结了国内外透平机械的非定常流动,阐述了RNGk-ε湍流模型和双时间步法,并提供了笔者研究的2个汽轮机高压级以及末级的非定常流场与气流激振力的例子.结果表明:采用RNGk-ε湍流模型和双时间步法对透平级进行非定常粘性流场分析可获得更为详细、精确的流场状况以及更为真实的效率;气流激振力和激振力因子的水平与流场状况有密切联系,影响流场的因素(如背压,流量,动静间隙等)发生变化会对气流激振力因子产生影响.此外,还提出了今后进一步研究的思路和方法.
- 谢永慧蓝吉兵张荻丰镇平吴其林钟刚云王建录
- 关键词：透平级粘性非定常流动
- 透平机械叶轮叶片三维参数化造型及六面体网格生成方法研究被引量：12
- 2007年
- 叶轮是向心透平和离心压缩机中的重要部件,其几何形状比较复杂,采用良好的网格进行有限元分析,以获得精确的强度和振动特性,是其安全性的重要保证。针对叶轮结构特点,采用CAGD(computer aided geometric design)技术实现叶轮的三维实体参数化造型;然后使用同胚原理和BMSweeping(sweeping via background mesh interpolation)等方法建立叶轮六面体网格生成方法。为了保证有限元分析的精确性,建立叶轮上叶片根部倒角、轮盘气道进口处等特殊结构的网格生成方法。100 kW微型燃气轮机的向心叶轮网格划分表明,使用上述方法生成的网格质量较高,能很好地满足有限元分析要求。
- 谢永慧韩永强刘象拯丰镇平
- 关键词：透平机械叶轮参数化设计网格
- 带摩擦阻尼器长叶片振动特性优化研究被引量：7
- 2007年
- 为了防止透平机械长叶片因振动而导致的疲劳损坏,目前普遍采用的方法是在叶片上增加摩擦阻尼结构。针对带摩擦阻尼器长叶片的结构特点,采用扭曲梁与空间直梁单元模化叶片,推导叶片阻尼连接单元的力学模型,由此建立叶片总的动力特性分析方程。然后详细分析某阻尼围带长叶片具有不同围带厚度和围带间隙的振动响应,由此获得优化的阻尼围带结构,该分析结果还与自由叶片的响应数值进行对比,发现共振时由于围带的阻尼效果,优化阻尼结构的最大响应值只有自由叶片的42.4%。最后分析添加整圈松拉金结构的叶片振动响应,发现松拉金的加入将进一步降低叶片振动响应值。分析结果表明,该数值模型可以应用于多种摩擦阻尼器长叶片的振动特性分析及优化设计,将为阻尼叶片的设计提供实用工具。
- 谢永慧张荻
- 关键词：阻尼器长叶片振动
- 碰撞阻尼围带叶片振动特性研究
- 叶片是汽轮机中的关键部件,为了提高其安全性,各制造厂家广泛采用阻尼结构叶片。碰撞阻尼围带是一种成功应用于叶片的阻尼结构,但目前对于其减振机理的研究仍处于起步阶段。本文建立了碰撞阻尼围带叶片的三维有限元计算模型,并具体分析...
- 赵子辉谢永慧
- 关键词：叶片碰撞
- 文献传递
- 复杂阻尼结构汽轮机末级长叶片寿命评估相关研究进展及展望被引量：2
- 2007年
- 目前汽轮机叶片设计和安全性考核主要采用的是以许用应力为基准的静强度准则和以安全倍率为基准的动强度准则,随着汽轮机设计制造水平的提高,尤其是近年来在超临界和超超临界大功率汽轮机中广泛采用具有复杂阻尼结构的长叶片,该方法已经表现出越来越多的局限性,建立一套从寿命损耗角度评估叶片安全性的方法十分必要。总结了近年来国内外在叶片寿命评估相关研究如静态应力分析、动态应力分析、叶片高周和低周疲劳寿命分析以及叶片水蚀疲劳分析等4个方面的研究进展,并对进一步深入研究提出了一些思路和方法。
- 谢永慧张荻
- 关键词：汽轮机长叶片阻尼
- 具有复杂阻尼结构的超临界及超超临界大功率汽轮机末级长叶片寿命评估技术及优化方法研究
- 2010年
- 本课题基于先进的计算机辅助工程（CAE）研究成果，采用三维有限元分析手段和计算流体动力学方法建立了阻尼叶片强度振动特性及汽轮机级三维粘性非定常流动的数值模型及计算方法；同时，建立了阻尼结构长叶片动态响应及动态应力计算模型及方法，应用该方法对叶片阻尼件进行了结构优化，减少了叶片动态响应，降低了叶片动态应力，有助于延长叶片使用寿命；建立了水滴与叶片表面高速撞击的三维非线性耦合模型，并应用到具体的高速水滴与汽轮机叶片钢撞击分析中。
- 关键词：末级长叶片大功率汽轮机阻尼结构超超临界计算机辅助工程三维有限元分析
- 水滴高速撞击下汽轮机叶片的动力响应被引量：5
- 2008年
- 为获得汽轮机叶片在高速水滴撞击下的应力状况,从而为进一步研究汽轮机叶片水蚀提供撞击应力等基础参数,该文建立了高速水滴与叶片钢撞击模型。模型中采用光滑粒子动力学无网格方法描述水滴部分、常规有限元有网格方法描述叶片钢材部分,充分考虑了水滴与钢材间的流固耦合效应,研究了多种速度和粒径的水滴对叶片的撞击情况,得到了水滴内部的瞬态压力分布以及水滴撞击以后的压缩、扩展、飞溅的情况,叶片钢内部应力影响区域以及应力随时间的变化,撞击应力与水滴尺寸和撞击速度的关系等。与文献果的对比表明:文中的分析结果是合理的,试验结相关参数可以应用于汽轮机叶片的水蚀疲劳研究。
- 谢永慧汪勇张荻
- 关键词：叶片水滴动力响应
- 透平级三维粘性非定常流动及气流激振力研究被引量：13
- 2008年
- 非定常性是透平机械内部流动的固有特性。非定常流动不仅对透平机械的气动性能具有一定的影响,还会产生导致动叶片振动疲劳的气流激振力,所以对于透平级的非定常流动分析十分必要。文中基于CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面法以及结构化网格建立了一级半透平级(静叶/动叶/静叶)三维非定常粘性流场的数值模型及计算方法;在此基础上详细分析了流场特性随时间的变化,发现时均非定常等熵效率小于相应的定常等熵效率;同时获得了作用于动叶上随时间变化的气流力以及气流激振力因子,该因子数值与汽轮机设计人员广泛采用的由实践而来的数据吻合良好。文中研究结果有利于分析非定常流动对透平机械气动性能影响的机理,并且为叶片的振动响应以及疲劳寿命分析提供必要的参数。
- 谢永慧蓝吉兵樊涛
- 关键词：透平级非定常流
- 液固高速撞击时材料表面损伤的数值模拟被引量：9
- 2008年
- 为了研究液固撞击的机理,采用光滑粒子流体动力学方法(SPH)与有限单元法(FEM)建立了考虑流固耦合效应的高速液固撞击数值模型,详细分析了直径为2 mm、撞击速度为1 000 m/s的液滴和射流对有机玻璃(PMMA)的三维撞击和破坏状况.分析表明:射流与液滴在撞击初始时刻的前缘变形和内部压力分布几乎是完全相同的;液滴撞击固体的最大压力值出现在0.20μs时,但此时材料内部最大等效应力只有104 MPa,材料还不足以发生破坏;产生于液固撞击瞬时后0.32μs、速度高达2 925 m/s的侧向射流是使固体表面产生破坏的主要原因,因此撞击最初的破坏位于以撞击中心为圆心的一个圆环区域处.所得材料表面损伤情况与Brunton的实验数据吻合良好,证明了数值模型的可行性和精确性.
- 汪勇谢永慧张荻
- 关键词：光滑粒子流体动力学有限元方法
