发电机转子的强度评定和疲劳寿命分析

摘要

发电机转子是发电机组的关键部件,莱芜发电厂12.5MW发电机转子发生局部损伤,受到强电弧的烧灼,在花鼓筒处出现一电弧弧坑,从而对该转子的强度产生了影响,从安全角度考虑,必须对其进行修复,或者更换,按照其受力状况,对转子进行疲劳强度、裂纹扩展等方面的分析,以制定合理的解决方案是至关重要的.综合考虑转子的结构及受力状况,针对不同的载荷工况,采用与实际情况相吻合的有限元分析模型对转子的强度进行了较为详尽的分析.在分析过程中,根据不同的载荷工况,采用相应的有限元模型,对无缺陷的发电机转子、有缺陷的发电机转子的应力分布进行了分别的分析与计算,从而得到了无缺陷的发电机转子、有缺陷的发电机转子在不同载荷工况下的详细的应力分布,基于以上分析,对此发电机的强度从疲劳强度、断裂力学的角度进行了分析计算,从而获得了对受损转子的综合评价.

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2发电机转子强度评定和疲劳寿命分析研究现状及存在问题

1.2.1疲劳寿命估算方法

1.2.2有限元方法在强度评定中的应用

1.3课题的提出和研究的主要内容

第二章转子强度分析模型

2.1概述

2.2理论简化模型

2.2.1弯曲应力计算模型

2.2.2扭转应力计算模型

2.3有限元计算模型

2.3.1转子离心力计算有限元模型

2.3.2转子局部应力二次计算有限元模型

2.4转子应力计算

2.4.1转子弯曲应力计算

2.4.3转子扭转剪应力计算

2.4.4转子离心应力计算

2.5转子缺陷部位弯曲应力二次分析

2.6转子缺陷部位扭转剪应力二次计算

2.7转子缺陷部位离心应力二次计算

2.8转子静强度分析结论

第三章发电机转子疲劳强度计算

3.1转子材料的机械性能

3.2转子正常工况下的各种应力

3.3常规疲劳强度校核

3.3.1各种系数的选择

3.3.2安全系数的计算

3.3.3结果分析

3.4考虑残余应力时的疲劳强度校核

3.4.1概述

3.4.2疲劳强度校核

第四章发电机转子断裂分析及剩余寿命

4.1初始裂纹位置及方向

4.2裂纹情况及初始长度

4.3模型选择

4.4修正后的应力强度因子计算式

4.5复合判据选择

4.6转子缺陷部位应力计算结果

4.7应力强度因子计算结果

4.8脆断安全评定

4.9无限寿命校核

4.10考虑残余应力的断裂分析及寿命计算

4.10.1脆断安全评估

4.10.2无限寿命校核

4.10.3剩余寿命讨论

4.11结论

第五章套装花鼓筒方案评估

5.1套装部分尺寸及过盈量确定

5.2分析模型

5.3不同尺寸及配合下的应力分析

5.4套装花鼓筒后发电机转子疲劳强度计算分析

5.4.1发电机转子材料机械性能

5.4.2套装花鼓筒处发电机转子的受载情况分析

5.4.3套装花鼓筒处转子的各种应力值

5.4.4常规疲劳强度计算分析

第六章结论

致 谢

参考文献