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汽轮机转子有限元建模及动力学分析

作　者: 周亚武
导　师: 何建英
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 汽轮机转子动力学有限元法模态分析临界转速响应分析
分类号: TK261
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 523次
引　用: 8次
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内容摘要

随着现代工业的发展,汽轮机的发展非常迅速,转速越来越快,效率也得到很大的提高。同时对转子的振动和噪声要求也越来越高。现代的汽轮机转子在运行的过程中一般是处于超临界转速状态的,在通过临界转速时,由不平衡量引起的剧烈振动可能会导致转轴的疲劳破坏,对转子的运行及寿命造成了很大的影响。因此,在汽轮机的设计之前,对转子动力学进行分析研究,就具有重要的理论意义和实用价值。论文以汽轮机转子为研究对象,在概述了转子动力学的国内外研究进展的现状和发展趋势后,简单介绍了汽轮机的总体结构和工作原理,在此基础上,建立了汽轮机转子的动力学模型,并根据转子的实际结构对其进行了相应的等效简化,提出了依据汽轮机转子的机械结构建立转子动力学分析模型的简化方法,得到转子的力学计算模型。利用有限元分析软件ANSYS对转子系统进行了模态分析,提取了转子的前15阶固有频率和振型,探讨了防止转子在运行过程中发生共振的途径。然后计算了转子的临界转速,提出了一种过临界转速的方法。最后,结合工程实际分析了转子在不同的加速度情况下的瞬态响应,讨论了当加速度变化时,转子通过临界转速时的响应规律。为汽轮机转子的参数化设计及优化设计提供了一种比较合理的方法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究的目的和意义  8
  1.2 转子动力学研究概况  8-11
  1.3 转子系统动力学特性的计算方法  11-12
  1.4 关键技术及软件  12-13
  1.5 本文的主要工作  13-14
2 汽轮机转子动力学模型的建立  14-30
  2.1 汽轮发电机组总体分析  14-17
  2.2 基于Solidworks的汽轮机转子几何模型  17-18
  2.3 汽轮机转子简化模型的建立  18-27
  2.4 汽轮机转子动力学分析模型  27-29
  2.5 本章小结  29-30
3 汽轮机转子的模态分析  30-40
  3.1 模态分析的基本理论  30-32
  3.2 汽轮机转子模态分析的实现  32-36
  3.3 模态计算的结果分析及评价  36-39
  3.4 本章小结  39-40
4 汽轮机转子动态特性分析  40-55
  4.1 临界转速的分析  40-45
  4.2 汽轮机转子稳态响应分析  45-47
  4.3 汽轮机转子瞬态不平衡响应分析  47-52
  4.4 实验设计  52-54
  4.5 本章小结  54-55
5 总结与展望  55-57
  5.1 全文总结  55
  5.2 工作展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-60

汽轮机转子有限元建模及动力学分析

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