灯泡贯流式水轮机转动部分理论计算及有限元分析

摘要

环境保护和优先发展清洁能源是21世纪世界各国面临的重大任务。水电作为清洁与可再生能源，具有成本低、规模大、调节性强的优势。与常规水轮机设计相比，灯泡贯流式水轮机具有结构紧凑，重量轻，电站厂房高度小，工程投资小的特点。转动部分是水轮机能量转化的重要动力部件，其静动态性能是水轮机组效率及安全运行的重要保障。
　　本文结合具体工程项目，综合运用理论计算、有限元分析及优化设计理论，系统研究水轮机组转动部分结构及优化设计方法。主要内容包括：⑴在系统总结灯泡式水轮机组结构特点及总体布置形式基础上，归纳形成了水轮机组设计流程。⑵采用类比设计方法，完成了主轴及转轮体结构设计。基于额定和飞逸工况下理论计算与有限元分析，提出了主轴及转轮体关键结构参数确定方法。⑶基于实验设计及优化算法，系统研究了水轮机转轮体及主轴的结构多目标优化设计方法，并形成了优化设计技术流程。

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第一章 绪 论

1.1 课题背景和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3本课题使用的研究方法

1.4 本课题研究的内容

1.5 本章小结

第二章 灯泡式水轮机结构及设计流程

2.1 灯泡式水轮机结构

2.2 水轮机总布置设计

2.3 灯泡式水轮机主要部件结构及动作原理

2.4 本章小结

第三章 主轴结构设计、力学性能理论校核与有限元分析

3.1 主轴结构设计

3.2 主轴力学性能理论校核

3.3 主轴结构有限元分析

3.6 本章小结

第四章 转轮体结构设计、力学分析计算与有限元分析

4.1 转轮体结构设计

4.2 力学分析理论计算

4.3 转轮体结构有限元分析

4.4 本章小结

第五章 主轴及转轮体的结构优化设计

5.1 基于响应面和遗传算法的优化设计方法

5.2 主轴结构优化设计

5.3 转轮体的结构优化设计

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢