9fa＋e燃机压气机静叶叶根与其改进措施应力分析

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1、第57卷第2期汽轮机技术V01．57No．22015年4月TURBINETECHNOLOGYApr．20159FA+e燃机压气机静叶叶根及其改进措施的应力分析王曦娟，叶海涛，朱安君，祁静，于欣(哈尔滨电气股份有限公司，哈尔滨150040)摘要：为了研究9FA+e燃机压气机第16级静叶叶根(直线型叶根)磨损原因以及评估所提出的改进措施(弧线型叶根)的可行性，采用有限元法对第16级静叶叶根及其改进措施进行了应力分析。在分析中，考虑了叶根与叶根槽的接触作用，得到了叶根接触应力分布。结果表明：直线型叶根与叶根槽的接触面积小导致了应力集中；弧线型叶根与叶根槽的接触面积显著增大，消除了应力集

2、中，是减轻磨损的最有效措施。关键词：直线型叶根；弧线型叶根；应力；接触面积；有限元法分类号：TK474．811文献标识码：A文章编号：1001—5884(2015)02-0102-03StressAnalysisoftheVanegRootandItsImprovedMeasurefor9FA+eGasTurbineCompressorWANGxi-juan，YEHai—ta0，ZHUAn-jun，Q1Jing，YUXin(HarbinElectricCompanyLimited，Harbin150040，China)Abstract：Inordertoinvestigateth

3、ewearcauseofthe16thvanegroot(straightlineroot)of9FA+egasturbinecompressorandtoevaluatethefeasibilityofitsimprovedmeasure(arclineroot)，thestressanalysesforthe16thvane§rootanditsimprovedmeasurewerecamedoutusingfiniteelementmethod．Inthisinvestigation，thecontactinteractionbetweentherootsanditsgro

4、oveswasconsidered，andthecontactstressdistributionsoftherootswereobtained．Resultsindicatethatthesmallercontactareabetweenthestraight1inerootanditsgrooveleadtostressconcentration，andthatthearelineroot，increasingmarkedlythecontactareabetweenthearclinerootanditsgrooveandeliminatingthestressconcen

5、tration，isthemosteffectivemeasureofalleviatingfrettingwear．Keywords：straightlineroot；arclineroot；stress；contactarea；finiteelementmethod法是其中之一。在静力分析中，含接触问题的有限元方程可0前言为：[十]}“}={F}(1)9FA+e燃机压气机第14～16级静叶出现了叶片晃动式中，{“}为节点位移列阵；[K]为系统总体刚度矩阵；[]和叶台凸起现象。现场情况清晰地表明，产生这种现象的根为接触部位总刚度矩阵，该矩阵由接触面条件与广义La—本原因在于叶根

6、磨损。为了解决这一问题，一些厂家，如GEgrange乘子法相结合获得；{，}为所施加在节点的外力列阵。公司、华兴公司都提出了对叶根的改进方案J。哈尔滨动力由于[]与接触面的位移有一定的关系，因此方程(1)是非设备股份有限公司(以下简称HPEC)也提出了自己的改进线性方程，在求解时采用Newton—Raphson方法进行迭代求措施。然而到目前为止，对于这些改进方案还没有较为详细解。的、公开的研究报道。为此，本文采用通用有限元分析软件ANSYS对9FA+e压气机第16级静叶叶根及HPEC提出的2第16级静叶叶根应力分析弧线型叶根改进措施进行了应力分析，为解决该叶根磨损问题提供参考。2

7、．1第16级静叶叶根几何形状第16级静叶叶根是倒“T”型结构，两个承力凸台A和B1应力分析方法的厚度为5ram，叶根四周平面两两相互垂直，叶根所有的边线均为直线，在这里称之为直线型叶根，该叶根的几何形状静叶是压气机关键零件之一，通过叶根与叶根槽的接触如图1所示。作用将其连接在气缸上。含接触的问题是十分复杂的，到目2．2应力分析有限元模型前止，雄届鲤圭丘法鲤只能通过数值法求解，有限元应力分析有限元计算模型如图2所示。在这个模型中，收稿日期：2014-06-29作者简介：王曦娟(19