1828mm叶片枞树型叶根试验研究

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1、第4期圣右汔粉按NO．42015年12月DONGFANGTURBINEDec．2015DOI：10．138080．cnki．issn1674—9987．2015．04．003何斌．翟栋(东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000)摘要：公司采用最先进的全三维气动设计与强度振动设计技术，开发出用于第三代核电汽轮机的18281TnTI末级长叶片。该叶片采用具有大承栽能力的枞树型叶根，文章介绍了叶根强度验证试验的方法及试验结果。关键词：叶根强度，应力，电子散斑干涉技术中图分类号：TK263文献标识码：A文章编号：1674—9987(2015)04—0009—04Experimenta

2、lStudyon1828mmFir—treeBladeRootHeBin，ZhaiDongAbstract：DongfangTurbineCo．．Ltd．adoptsthemostadvancedfuUthree—dimensionalaerodynamicdesignandvibrationintensitydesigntechnologytodevelopthe1828mmLSBforthenuclearpowersteamturbineofthirdgeneration．Thebladeadoptsthefir—treebladerootwithlargecarrying

3、capacity．Thispaperintroducesmethodandtestresultsofthebladerootstrengthverificationtest．Keywords：bladerootstrength，stress，electronicspecklepatterninterferometry叶。1828mill叶片是国内最长的末级叶片．叶根轴向宽度达600mlTI．叶片工作离心力巨大．叶根采用承载能力大的4齿枞树型结构长叶片的开发是核电汽轮机研制项目的关键叶根承受着近千吨的离心力以及汽流作用力．内容之一．使用更长的末级叶片可以大幅度降低在高速旋转的过程

4、中可能导致叶根裂纹的产生．汽轮机的整体损失和机组的建设成本末级叶片甚至造成叶根断裂．在机组实际运行中时有叶根越长将面临诸如叶片材料性能、安全性设计、叶断裂事故发生[1-2]为验证1828mm叶片叶根强度．片的制造等诸多技术挑战为此．公司在已积累试验采用静态应变测量技术与电子散斑干涉测试多年的长叶片设计与试验经验的基础上．采用最技术分析了叶根应力分布．并采用1：2模化试验模先进的全三维气动设计与强度振动设计技术．开型．测试叶根的实际承载能力本文介绍了叶根发出了用于第三代核电汽轮机的1828mm末级长的验证试验内容作者简介：何斌(1969一)，男，工程硕士，高级工程师，主要从事汽轮

5、机强度、振动方面的研究工作。·9·第4期索言汔粉般．No．42015年12月DONGFANGTURBINEDec．2015l=S1·V2=Js2·V在工作状态下叶片主要承受自身的离心力和3=53·V蒸汽载荷作用．叶根的静应力主要源于叶片的径4=S4·向离心力枞树型叶根各齿的载荷分布与叶根、轮缘、齿的刚度相关．实际加工公差对叶根应力分布也有明显影响叶根齿圆角处易出现应力集中．圆角处往往也是应力极大值位置l3l成熟方法是采用全尺寸型线薄板试验验证型线的合理性，以实物叶根的极限载荷判断叶根安全性]。在型线应力试验中．以往是通过光弹性试验获得叶根模型的应力分布．运用相似原理由模型的应力

6、换算出实物叶根的应力[6]：也可采用在颈截1面处粘贴多个微型应变片．分析截面的应力分布和齿承担的载荷【7l因光弹性试验模型需采用环氧树脂材料．与实物材料的泊松比相差较大，且不能反映实物材料的加工公差，试验结果不能准确预测实物的峰值应力：应变片测试技术适用于测量分布均匀或者过渡平滑的应变场。因此，采用}ai，(3)这两种方法能获得叶根的一些应力特征．但也有“a?局限性电子散斑干涉技术是综合了激光、视频、I+电子及数字图像处理等技术的现代光测方法，是由式(3)可得平面主应变为非接触式全场实时测量技术．近年来．该测试技厂——————■————一术得到了快速发展电子散斑干涉技术通用性强

7、、监2+＼／(芋)+(测量精度高．可以完成位移、应变、表面缺陷和f4)裂纹等多种测试ISl采用电子散斑干涉技术测量叶厂——————————一根的应力分布．试件可采用实物叶片材料．型线学一V(芋)+尺寸和公差要求与实物叶根相同．试验数据更为结合式(3)、式(4)和弹性力学原理可得平面应准确。力分量、剪应力分量及主应力分别为：Q一100电子散斑测试与分析系统南激光光学也，、探头、PC控制器、电子装置以及数据处理ISTRAO"x1二【十uj软件组成采用4束照明光分别从空间不同的方ElO"y_i二l