对大型焊接转子动力学性能分析方法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第44卷第2期热力透平Vo1．44No．22015年6月THERMALTURBINEJun2015文章编号：1672—5549(2015)02—0086—04大型焊提转子动力学性链分析方法硼穷肖高绘，葛庆，周传月(上海电气电站设备有限公司汽轮机厂，上海200240)摘要：提出了用于获得焊接转子等效抗弯、抗扭刚度的扩展角度法，并通过采用传递矩阵法和有限元法对某焊接转子动力学性能进行分析和比较，验证了此方法的正确性。在工程设计中，可采用扩展角度和有限元相结合的方法对焊接转子动力学性能

2、进行分析。关键词：焊接转子；转子动力学；弯曲刚度；扭转刚度中图分类号：TK263．6文献标识码：Adoi：10．13707／j．cnki．31—1922／th．2015．02．002ResearchonRotorDynamicCharacteristicsofLargeWeldedRotorsXIAOGao—hui，GEQing，ZHOUChuan—yue(ShanghaiElectricPowerGenerationEquipmentCo．，Ltd．TurbinePlant，Shanghai200240，Chin

3、a)Abstract：Anextendedanglemethodforobtainingweldedrotorequivalentbending，torsionalstiffnesswasproposed．Thetransfermatrixmethodandfiniteelementmethodwereusedtoanalyzeandcomparethedynamicperformanceofaweldedrotor．Inengineering，theextendedanglemethodandfiniteelem

4、entmethodcanbeusedtoanalyzethedynamicperformanceoftheweldedrotor．Keywords：weldedrotor；rotordynamics；bendingstiffness；torsionalstiffness受国内电力市场逐步饱和及机组效率、环保子存在一定争议，为此本文将就此问题进行对比等各方面因素的影响，近几年各大汽轮发电机组研究。制造厂商都在开发新型高效机组，比如超超临界百万火电机组、超超临界百万二次再热机组、联合1基于角度法的等效抗弯、抗扭刚循环机

5、组以及已投入商运的百万核电机组。度直径模化方法然而随着机组容量的逐步提高，机组的体积也在不断增大，特别是核电机组，其低压转子往往目前，求解转子动力学问题较常用的方法主设计得非常大，如国内最近投入商业运行的某百要有两种：传递矩阵法和有限元法。传递矩阵法万核电机组的低压转子质量就达到200多吨，不在求解时所用系统强迫振动微分方程为M+考虑叶片的最大径向直径则将近3米。因此，若+Kx—F，其中：M为系统质量矩阵；C为系统阻采用整锻转子，按照目前世界上的锻造水平，是不尼矩阵；K为系统刚度矩阵；F为系统所受强迫可能制造出来的

6、。通常的解决方法是采用套装转力。求解的关键是根据轴承一转子系统结构通过子或焊接转子。就焊接转子来说，国内各制造厂离散化获得合理的M、C、K及F值。而有限元法商已具有一套完善的焊接转子制造技术，不但能则主要采用的是大型转子动力学商业软件，在直保证优质的产品质量，而且还可打破国外套装转接建立转子几何模型并定义支承系统相关参数子及叶轮等部件锻造技术的垄断。后，即可对其进行求解，效率较高。但问题是由于焊接转子结构的特殊性，在进在采用传递矩阵法求解转子动力学问题时，行转子动力学分析时，原用于整锻转子获得其抗通过离散获得转子系

7、统质量及等效抗弯、抗扭刚弯、抗扭等效刚度的角度法是否仍适用于焊接转度的方法通常有两种：角度法和应变能法。但不＼收稿日期：2014—12—22修订日期：2015—04—30作者简介：肖高绘(1982一)，男，工程师，2005年毕业于重庆大学，目前在上海汽轮机厂从事轴系计算方面的工作。圜lllm．学兔兔www.xuetutu.com大型焊接转子动力学性能分析方法研究热力透平管采用哪种离散法，离散段质量的求解都是一致的，应为材料密度与对应段体积的乘积，而真正存在差异的则表现在等效刚度的处理上。1．1整锻转子等效抗弯、抗扭

8、刚度直径模化方法采用角度法对常规整锻转子进行离散并获得其等效抗弯、抗扭刚度直径的方法如图1所示。图2焊接转子等效抗弯、抗扭刚度等效方法同，等效抗弯内径D-i“和等效抗扭内径Di则分别如下：1)对焊接段L1有：D1ieff一2R1，Dif一2R1；2)变截面段Lz有：图1整锻转子抗弯、抗扭剐度等效方法从图中可看出，通过离散，整个转子可看成DIieE4R4+4R