大型空冷135MW汽輪發(fā)電機轉子強度及疲勞研究.pdf

1、在電機運行的各種工況下，空冷發(fā)電機轉子上的各主要零部件都要承受很大的機械應力和疲勞應力。因此，《大型空冷135MW汽輪發(fā)電機轉子強度及疲勞壽命研究》課題是發(fā)展大型空冷汽輪發(fā)電機的核心課題之一。 本文應用有限元方法和ANSYS軟件，計算分析了轉子的強度及疲勞壽命。其中轉子的重要部件包括：轉子橫截面、護環(huán)、極間連接線及風扇座。 有限元方法進行轉子強度分析的基本思想是：根據(jù)單元的位移函數(shù)、幾何方程及物理方程，導出單元的位移與應

2、力應變關系；根據(jù)虛功原理獲得外力(包括邊界)與單元的位移關系；從而得到外力與單元的應力和應變的關系。 轉子強度的計算分析過程中，描述了ANSYS有限元方法解決強度問題的建模、網(wǎng)格剖分、確定邊界條件及求解的基本步驟。 轉子橫截面的有限元應力計算中，克服了經(jīng)典計算方法的局限性；考慮了轉子在高速運行時，大小齒的質量和剛度分布不均勻，對轉子橫截面相互間的位移及應力的影響；提出了解決轉子齒根集中應力的有效方法。 護環(huán)的

3、有限元應力計算中，描述了轉子齒的等效建模過程；描述了不均勻溫度分布時，ANSYS有限元方法中的溫度加載方法；提出了合理選擇護環(huán)與轉子間過盈量的有效方法。 轉子極間連接線的有限元應力計算中，描述了空間三維實體模型轉化為平面有限元模型的方法。 本文應用經(jīng)典計算方法驗證了轉子橫截面、護環(huán)、極間連接線的ANSYS有限元模型的正確性。 采用了Neuber定理計算了轉子橫截面、護環(huán)、極間連接線及風扇座的疲勞壽命。 綜