长外伸段转子高速动平衡时支承方式的研究

大容量汽轮机,受排汽结构的限制,低压转子的外伸段需要加长,而受长外伸段转动惯量的影响,给转子进行厂内高速动平衡带来了很大困难。为了研究长外伸段转子高速动平衡时的支承方式,搭建了长外伸段模型转子试验台,分别进行了支承外移和加辅助支承的试验。试验结果表明,对于长外伸段转子,采取加辅助支承的方法能更有效地减小转子主跨支承处的一阶共振振幅,且辅助支承的位置存在一个最佳值。

长外伸段转子动平衡辅助支承动力特性分析

辅助支承是长外伸段转子进行动平衡时避免振动过大的有效方法。其动力特性直接影响到动平衡试验的安全和质量。文章通过分析已投运的辅助支承的动力特性和运行情况,提出了辅助支承动力特性的设计准则。然后,采用镂空支承板结构设计了刚度大且质量轻的350 t动平衡试验台辅助支承。最后通过三维有限元法对其动力特性进行了分析,结果表明其具有优良的动力特性。

带外伸段的简支受压构件的变截面长度系数(续)

通过建立挠曲线微分方程并对之求解的方法,分别计算了构件截面惯性矩沿轴线接线性及三次方规律变化的带外伸段的简支受压构件的变截面长度系数。计算结果列成数表,可供实际设计时应用。本文与前文(载本刊1990年第6期)中给出的构件截面惯性矩沿轴线按抛物线规律变化的变截面长度系数计算结果构成了一个完整体。

旋转机械外伸段诱发不稳定振动影响评估方法

汽轮发电机、燃气轮机、风机等旋转机械大多带有一段长的外伸段。若外伸段较长,高速旋转时容易出现甩头现象,诱发设备不稳定振动。提出了一种外伸轴段对不稳定振动影响的评估模型,该模型可以全面反映外伸轴段结构特点和工作状态,能够指导外伸轴段设计和故障分析。

长外伸段压缩机转子动力学特性研究

为研究长外伸段压缩机转子动力学特性,采用数值分析和实验相结合的方法研究了压缩机转子外伸段长度、莫顿效应以及弹性联轴器质量对转子动力学特性的影响。研究表明:在转子动力学有限元模型中考虑弹性联轴器质量以及增加转子外伸段长度均会降低转子临界转速;莫顿效应引起轴颈处热弯曲产生的热不平衡量和外伸段处的不平衡量共同导致转子外伸段振动大幅增加;适当增加轴承顶隙可有效抑制莫顿效应,从而降低转子进气侧轴振。

防屈曲支撑外伸连接段破坏失效机理及试验研究

防屈曲支撑(BRB)外伸连接段的稳定控制是保证其正常发挥耗能作用的关键。基于已有试验中出现的BRB外伸段破坏形式及特征,分析BRB外伸连接段的失稳破坏过程及破坏失效机理,研究不同失效模式下外伸连接段失稳破坏的影响因素,进而提出改善外伸连接段稳定性能的端部构造形式。基于理论分析推导不同失效模式下相应外围约束单元与外伸连接段控制截面上的轴力与弯矩计算公式,建立不同失效模式下外伸连接段的稳定分析模型,并通过拟静力试验验证所提出端部构造形式的合理性及稳定分析模型的有效性。结果表明:BRB外伸连接段的失稳破坏为约束单元或外伸段控制截面上的压弯作用效应超过其极限承载力;外伸段的稳定性与支撑端部转角变形的大小密切相关,且BRB耗能单元的高阶多波屈曲变形是引起支撑端部转动变形的直接原因;满足稳定设计准则条件下,减小外伸段长度及耗能单元与约束单元间的间隙值,增加约束过渡段长度,可进一步提高外伸段工作性能的稳定性;符合外伸段稳定条件及端部构造形式的3根BRB在试验过程中未出现外伸段的失稳破坏,其外伸段控制截面上的压弯作用效应均处于弹性范围内。研究为BRB外伸连接段的稳定设计及相应的稳定控制提供理论参考。

纤维增强高性能装配式钢筋混凝土梁柱结构抗震性能分析

为了提升装配式混凝土梁柱结构的抗震性能,在大掺量粉煤灰混凝土基础上,通过掺入PVA纤维材料对混凝土进行改良,制成高性能装配式钢筋混凝土梁柱结构,并在梁柱节点构造方式进行了改良。结果显示:纤维增强高性能装配式钢筋混凝土梁柱结构抗震性能明显优于普通装配式梁柱结构,前者具有更好的承载力、延性变形能力和耗能能力;对纤维增强装配式梁柱节点附加钢筋,可进一步提升节点的承载力和耗能能力,但可能会造成梁柱塑性铰区发生严重的剪切破坏;对纤维增强装配式梁柱节点外伸悬臂段时,节点构造不仅具有较好的抗震性能,而且裂缝扩展顺序呈现出与现浇钢筋混凝土梁柱等同的特点,能够避免薄弱面的形成。

330MW汽轮机组励磁机转子振动分析与处理

针对某330 MW汽轮机组大修后阀门严密性试验过程中出现的轴系振动问题,根据冲转过程振动趋势以及轴承温度等数据,结合振动故障特征判断励磁机转子振动大是由轴承系统阻尼小、轴承标高偏低、外伸段效应以及临界区内停留时间长等多种原因导致,高中压转子振动大是由动静碰摩导致,并给出抬高#7轴承、密切观察#1、#2瓦振动的治理方案。汽轮机再次冲转定速后顺利完成各类实验并带满负荷,振动故障分析及治理效果表明:轴承标高直接影响其工作状态;励磁机转子属于发电机转子外伸段,当轴承支撑刚度不足,对转子约束力小时,可能会成为悬臂梁模型,出现不稳定振动;轴承系统阻尼越大,临界区停留时间越短,转子临界转速振动值越小;不同类型程度的动静碰摩导致的振动特征不同,当碰摩导致的振动发散不可控时,必须及时降速或停机盘车。

两端刚接防屈曲支撑的受力性能及设计方法

防屈曲支撑通常采用刚接节点与框架结构相连,而内核构件端部构造形式复杂,常出现外伸屈服段与加强段等,端部构造形式复杂,由此形成的复杂边界约束条件将对防屈曲支撑的整体性能产生显著影响。通过理论推导与有限元分析,对两端刚接边界条件下端部构造形式对防屈曲支撑整体受力性能的影响进行了研究。研究表明:相比于铰接边界条件,刚接边界条件能有效防止外伸段发生过大的侧向变形,两端刚接防屈曲支撑比两端铰接防屈曲支撑表现出更好的受力性能,即使在实际框架结构中防屈曲支撑两端出现转角时亦然。基于理论推导与有限元分析,提出了内核构件端部段的简化计算模型,采用迭代算法,可用于近似确定内核构件端部外伸段转角及变形在外围约束构件两端产生的不利附加偏心距;框架结构中防屈曲支撑两端转角不同,可用等效附加偏心距系数将两端不等附加偏心距的情况等效为两端等附加偏心距的情况;考虑等效附加偏心距的影响,给出了适用于两端刚接防屈曲支撑的整体设计方法。

两端铰接防屈曲支撑的受力性能及设计方法

在两端铰接的防屈曲支撑中,内核构件的端部构造不仅影响端部构件段的承载力,而且影响支撑的整体受力性能。通过理论推导与有限元分析,对内核构件端部具有外伸屈服段、加强段的两端铰接防屈曲支撑的破坏形式以及整体受力性能进行了研究。研究表明:在轴压力作用下,内核构件外伸屈服段、加强段会发生侧向变形,进而对外围约束构件产生附加偏心距,对外围约束构件的受力不利;当内核构件外伸段过长时,外伸段会发生弯折破坏。对端部局部内核构件段隔离体作受力分析,可得到一种简化计算模型,采用迭代算法,可偏于安全地确定内核构件外伸段变形对外围约束构件端部产生的附加偏心距。考虑附加偏心距的影响,给出了两端铰接防屈曲支撑的整体设计方法。