基于ANSYS WORKBENCH的汽轮机隔板挠度分析 .pdf

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1、／ICAD／CAM／CAPP~JH仃pplicationo1"CAD／CAM／CAPP基于ANSYSWORKBENCH的汽轮机隔板挠度分析洛阳中重发电设备有限责任公司(河南471003)刘华平朱曙光中信重工重型铸锻厂(河南洛阳471003)范可歆隔板是汽轮机通流中重要的部件之一，承载着的隔板挠度计算较繁复，工厂常用史密斯法和瓦尔固定静叶片和防止级间漏汽的作用，同时把蒸汽的法来近似计算。由于简化计算的假定条件不同，史内能转化为动能。隔板主要由静叶片、外环和内环密斯法适用于计算静叶相对较长的隔板。瓦尔法不三部分组成，隔板与高速旋转叶片之间的动静

2、间隙考虑叶片的存在，适用于短叶片。很小，因此对隔板有严格的要求。板面上虽然作用史密斯计算的基本假设为：的压力差相对均匀，但其结构和受力情况复杂，精(1)隔板外环固定在完全刚性的支座上，隔确的隔板挠度计算较繁复，目前工厂常用近似的斯板承受均布蒸汽压力差，支反力沿支撑圆周上分布密斯法和华尔法量计算。由于其假设条件和真实的按正弦曲线分布。运行情况有一定的差别，因此其计算结果必然存在(2)计算叶片应力和挠度时，假定隔板外环着一些偏差。本文采用有限元进行分析，并与本公和板体是绝对刚性的，计算板体应力和挠度时，假司使用史密斯法计算的结果进行对比，从而判

3、定该定叶片是绝对刚性的；隔板挠度为叶片挠度和板体方法的可行性。挠度之总和。1．史密斯法求解隔板挠度(3)隔板受力后，它的径向截面形状保持不变。隔板的外环和板体是两块同心半圆环，两者之(4)不考虑隔板本身曲率，即按直梁公式计间由静叶片(杆件)相连接，板面上作用着均匀分算力和变形之间的关系。布的蒸汽压力差，但其结构和受力情况复杂，精确(6)仿真结果分析仿真结果分析要用到“分常用的是实体比较和表面比较两种方式。析”菜单下几个工具，包括测量、自动一比较、检仿真结束后还可以在“信息”菜单下的查等，其中主要应用自动一比较工具，见图14所“Vericut

4、日志”中查看各个程序的错误数量、警告示。自动-比较工具主要作用是进行过切与欠切的数量、走刀时间，以及过切和碰撞的程序号位置检查，它能将仿真加等。工后的模型和设计模4．结语型叠加在一起进行精通过本文所做的工作，证明了利用UGCAM车确比较，自动识别并加工模块，以及Vericut车加工仿真功能，对航空发显示出留在工件上的动机轴颈类零件进行数控程序编制和加工仿真，是过切与欠切的部位。一种可行且有效的方式，并总结出了两种软件在此分析模块提供了四种类零件中高效、合理应用的方法。在此希望该数控比较方式：实体比程序编制及虚拟加工仿真应用方法，能够对其他类

5、●●#啊较、表面比较、点比-皇_些墼J-曼兰J似零件的加工有所帮助。MW较和轮廓比较，其中图14自动比较分析界面(收稿日期：20121213)86疏参磊籼旺ACAD／CAM／CAPP~HI。C1pplicationo1"cAD7CAM，cAPP(5)板体的最大应力在垂直于中分面的板体WORKBENCH中，鉴于隔板的外形相对较为规内径处，板体的最大挠度在中分面内径处。则，采用ANSYSWORKBENCH的自动划分法，该本次计算中，取本公司N6的第五级隔板，该级方法自动设置四面体或扫掠网格划分，如果三维模隔板是全周进汽，其静叶高度为33mm，叶

6、片不能型体是可以扫掠的，则三维体将被扫掠划分网格，忽略，因此采用史密斯方法进行隔板的挠度计算。否则将使用Tetrahedron下的PathCongforming网格该隔板的工作温度为100℃，隔板工作状态下的前划分器划分网格。同一部件的三维体具有一致的网后压差为0．086MPa。该隔板的静叶材质为1Crl3，格单元。隔板的三工作温度下的弹性模量为206O00MPa，该隔板维体网格划分如图的板体材质为ZG25A，工作温度下的弹性模量为1所示。204000MPa。(3)载荷和计算结果及所用公式如附表所示。边界约束：载荷根隔板挠度及计算所用公式据

7、该机组的热力计算书得到隔板前后图1隔板三维体网格划分名称符号计算公式板体最大挠度Ap=o．351KA‘4P(0．1D)S／(Ef1)的蒸汽压力差为0．086MPa／m，在隔板的前端面施／mm叶片最大挠度该力，方向为轴向向后。边界约束采用固定约束，／nunA-0．00080．2APD一D~)13／(Z．Edr．)约束位置为该隔板与汽缸的结合面。隔板最大挠度=0．3524P+4／mm(4)求解及结果显示：在mechanical中有两表中，为隔板两侧压力差(MPa)，K为种求解器，分别是直接求解器和迭代求解器。直挠度计算系数，L为叶片截面对通过截

8、面形心并平接求解器对包含薄面和细长的模型比较有用。迭代行于隔板平面的U一“轴的惯性距，E、E分别为板求解器适用于处理大体积的模型时比较有效。若采体、叶片材料在工作温度时的弹性模量