组合转子拉杆螺纹副滑移机理研究

摘要

燃气轮机在运行过程中，由于弯曲变形的影响，组合转子上会产生偏心交变载荷作用，引起拉杆螺栓螺纹副滑移，降低组合转子性能的可靠性。本文以拉杆螺栓为研究对象，针对拉杆螺栓螺纹副滑移问题进行研究。主要研究内容如下:
　　首先，分析重型燃气轮机组合转子弯曲变形对拉杆螺栓的轴向偏心载荷的影响，并求出该载荷随转子转动角度的变化规律。
　　其次，以弹性力学为理论基础，针对轴向载荷作用的螺栓进行分析，得到螺纹的载荷分布规律;然后，推导出弯矩作用下螺纹载荷分布的解析表达式。在此基础上，得到拉杆螺栓在偏心载荷作用下的载荷分布解析表达式，结合具体螺栓联接，对螺纹载荷分布规律进行数值模拟，验证解析解的正确性。
　　然后，通过对轴向交变载荷作用下的螺栓联接进行分析，建立拉杆螺栓载荷变化与其滑移量之间的方程。在此基础上，考虑偏心载荷系数的影响，建立了偏心交变载荷作用下，拉杆螺纹偏心载荷和螺纹副滑移量之间的关系，揭示了偏心交变载荷作用下拉杆螺栓螺纹副的滑移规律。
　　最后，通过进行拉杆螺纹滑移实验，测出螺纹副在交变载荷作用下载荷变化与相对滑移的关系，将测试结果与理论计算结果进行比较，验证本文理论模型的正确性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题背景

1．3 螺栓联接载荷分布规律研究现状

1．4 螺栓联接螺纹副相对滑移研究现状

1．5 本文主要研究内容及意义

1．5．1 本文研究内容

1．5．2 本文研究意义

2．重型燃气轮机组合转子弯曲变形

2．1 引言

2．2 重型燃气轮机组合转子结构特点

2．3 重型燃气机组合转子运转时的弯曲变形

2．4 组合转子弯曲变形对拉杆螺栓的轴向偏心载荷的影响

2．5 本章小结

3 偏心载荷作用下拉杆螺栓螺纹载荷分布规律研究

3．1 引言

3．2 螺纹联接偏心载荷分析模型

3．3 基本假设

3．4 偏心载荷下螺纹载荷分布规律理论分析

3．4．1 轴向分力对螺纹载荷分布的影响

3．4．2 附加弯矩对螺纹载荷分布的影响

3．4．3 轴向偏心载荷下螺纹载荷分布规律

3．5 偏心载荷下螺纹载荷分布实例分析

3．5．1 模型尺寸与计算

3．5．2 数值模拟与对比分析

3．6 本章小结

4 偏心交变载荷作用下拉杆螺栓螺纹副滑移研究

4．1 引言

4．2 拉杆螺栓螺纹副滑移模型

4．3 加载过程分析

4．3．1 螺纹副滑移分析

4．3．2 螺纹联接摩擦系数分析

4．3．3 拉杆螺栓扭转滑移分析

4．4 卸载过程分析

4．4．1 螺纹副滑移分析

4．4．2 拉杆螺栓扭转滑移分析

4．5 轴向交变载荷作用下螺纹副滑移过程分析

4．6 偏心交变载荷作用下螺纹副滑移过程分析

4．6．1 偏心载荷影响系数

4．6．2 偏心交变载荷与螺纹副滑移角度的关系

4．7 偏心载荷引起的螺纹滑移角度算例分析

4．7．1 轴向载荷引起的螺纹滑移角度计算

4．7．2 偏心载荷引起的螺纹滑移角度计算

4．7．3 对比分析

4．8 本章小结

5 螺栓联接螺纹副滑移实验

5．1 实验目的

5．2 实验设备与仪器

5．2．1 实验设备

5．2．2 测量仪器

5．3 实验原理

5．4 实验过程

5．5 实验结果与分析

5．5．1 实验结果

5．5．2 对比分析

5．6 本章小结

6 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢