汽轮机低压转子热弯曲振动特性分析及诊断

针对某火电厂汽轮机低压转子带负荷振动异常增大的问题,结合设备历次检修情况,对机组多年启停机和带负荷振动数据综合分析,诊断为汽轮机低压转子热弯曲故障。此类故障出现次数较少,振动特性对于诊断转子热弯曲类故障有一定借鉴意义。

基于响应面法的钩尾框渐进热弯曲工艺多目标优化

根据某锻造厂生产某型号钩尾框弯曲工艺中出现弯曲载荷过大、根部拉伤以及平板根部变薄严重的问题,提出一种新型厚板渐进热弯曲工艺。以降低弯曲载荷、降低根部出现裂纹趋势以及保证钩尾框平板厚度合理为优化目标,并以凸模速度、副辊尺寸、辊与坯料间摩擦因素以及主副辊在高度和水平方向的距离为优化变量,采用正交实验与Design-expert软件进行响应面(RSM)拟合建模分析,得到3个目标量的二阶响应面模型,并通过数值模拟验证所建立的响应面模型准确性,其相对误差小于8%,可用于后续优化。生产实践结果表明,通过多目标优化后钩尾框新型渐进弯曲模结构可以把弯曲载荷力降低40%,能够有效降低根部出现裂纹趋势保证平板最小厚度。

摩擦热弯曲对转子稳定性的影响

动静摩擦产生热弯曲易导致转子失稳。本文利用简单摩擦热弯曲模型建立了发生摩擦热弯曲的转子 -轴承系统的传递矩阵 ,分析了摩擦热弯曲对转子稳定性的影响 ,同时利用传递矩阵方法计算了特征值对参数的灵敏度。针对一压缩机转子模型进行稳定性分析计算 ,表明转子的稳定状态随转速及参数的变化出现差异 。

发动机转子热弯曲现象及其解决方法

随着新型航空发动机性能的提升,转子的热弯曲的危害日益突显,成为新型发动机的主要危害之一。本文从发动机转子热弯曲的概念入手,介绍热弯曲现象及其带来的危害,分析热弯曲现象的主要影响因素,探讨各发动机制造厂商给出的不同解决方法,及各种方法所带来的问题。通过机队实际运行数据,利用故障树分析法,重点对PW1100G发动机所引发故障的概率进行计算,结合故障状态分析(FHA)方法,进行定量分析,得出现有解决方法存在隐患,并探讨几种可能的改进方法与措施。

转子热弯曲变形及其影响的数值分析方法

研究了转子热弯曲及其对振动影响的数值分析方法。采用三维有限元法计算轴的温度场及热弯曲变形，或采用一阶振型分配法估算轴的热弯曲变形，采用传递矩阵法计算热弯曲振动响应，计算结果与有关理论解吻合良好。这些方法在热弯曲试验器分析中得到了验证。

火炮身管温差热弯曲的仿真与计算

在太阳照射下,火炮身管上下表面可产生约6℃的温差,使得身管产生较大的热弯曲,从而影响火炮的射击精度。在一定简化的基础上,利用ANSYS软件,建立了在太阳照射下身管上下表面温差的有限元模型,求解出了身管温度场。通过对太阳辐射载荷瞬态和温度载荷稳态分析计算,得出可以用温度载荷代替辐射载荷求解弯曲度的结论。进一步计算出不同温度、温差下的身管弯曲度,并建立了数据库,从而给出了一种通过测到的身管壁温度而得出身管弯曲度的插值计算方法,为修正火炮射击提供重要参考。

摩擦热弯曲转子系统稳定性定量研究

结合转子动力学理论和热传导理论建立摩擦热弯曲转子系统的有限元结构-三维热场耦合模型;提出通过预测摩擦热弯曲转子振动响应和摩擦热量发展变化情况判断其稳定性;针对采用传统动力学方法进行多场耦合系统响应分析时计算量太大的问题,结合转轴热传导的慢变特性,提出摩擦热弯曲转子系统稳态响应和稳定性分析的增量谐波平衡-牛顿迭代方法及流程,并对该方法的精度和效率进行验证;利用所提出的方法定量分析碰摩刚度、碰摩间隙、摩擦因数等参数对摩擦热弯曲转子系统稳定性的影响。分析方法和结果可以为旋转机械摩擦热弯曲故障的预防提供理论参考。

TNW700钛合金板材热弯曲性能

采用带有不同弯曲圆角的模具对TNW700钛合金薄板进行热弯曲实验,对其在温度为700~850℃,弯曲圆角为1/4~6t,弯曲角度为90°时的最小弯曲半径、回弹半径、回弹角度的变化规律进行了研究。结果表明：沿垂直轧制方向变形的热弯曲窗口较沿轧制方向的宽,垂直轧制方向弯曲变形时,700℃和850℃的最小弯曲半径分别为1.5t和1/4t,而沿轧制方向弯曲变形时,700℃和850℃的最小弯曲半径分别为3t和1t。回弹半径和回弹角度均随温度的升高和弯曲半径的增大而减小,回弹方向主要取决于模具的叠放次序。

摄动DQ法分析板的大挠度热弯曲

本文给出了求解板的大挠度热弯曲问题的摄动DQ法。该方法由二阶摄动得到板的大挠度热弯曲问题的一组线性摄动方程后运用DQ法进行求解,具有良好的计算精度和计算效率。

降低航空发动机转子热弯曲及其影响方法研究

本文研究降低航空发动机热弯曲振动方法,采用三维有限元法计算航空发动机轴热弯曲变形,采用传递矩阵法计算转子的不平衡响应及热弯曲响应。采用有限元素法进行倾斜轴承滚子受载分析。着重研究支承结构因素对热弯曲振动响应的影响,从而在转子一支承系统设计或改型设计阶段采用本文推荐的方法,降低航空发动机转子热弯曲振动及其影响。

转子热弯曲引起发电机组振动的诊断与处理

对某热电公司9号机组发电机转子产生突发性振动的现象,进行了现场测试和理论分析,确定了发电机转子热弯曲是产生突发性振动的原因,并采取了相应的消除措施,有效消除了发电机转子的振动问题。

转子热弯曲的分析与诊断

提出了判定转子热弯曲故障的基于全息谱分析和时频分析的方法，并在石家庄炼油厂烟气轮机转子发生的热弯曲故障的诊断中得到了验证。故障排除后，转子振动得到控制并实现了机组的正常工作。

三维全息谱在诊断负荷诱发的转子热弯曲与标高故障中的运用

大型回转机械设备运行过程中由于负荷变化引起轴系振动变化现象极为常见,异常振动往往由负荷变化引起的轴承-转子系统传递扭矩、热状态等工况的变化激发。将负荷激振机理与三维全息谱技术相结合,充分运用三维全息谱表述的轴系振动信息,识别不同故障的三维全息谱特征,为识别负荷激发的振动故障提供了新方法。对热弯曲故障与标高故障进行了机理和三维全息谱特征分析,现场数据验证结果表明,通过机理分析得出的三维全息谱特征对负荷引起的振动故障具有良好的识别能力。

防止和减少航空发动机热弯曲故障方法的研究

阐述了航空发动机转子产生热弯曲故障的机理 ,计算了热弯曲试验转子在改变支承刚度、缩短支承间距离、增大轴的外径、减小盘的悬臂距离等因素下的热弯曲响应 ,并提出了防止和减少航空发动机热弯曲故障的方法。

磁悬浮轴承转子热弯曲振动特性研究

为了研究磁悬浮轴承-转子系统中由于轴颈铁损集中而出现的热弯曲振动现象,根据磁悬浮轴承的工作原理,总结出热弯曲振动的变化规律,并利用Bertotti铁损分离模型得到转子轴颈处的铁损耗,以铁损耗作为热源,结合磁悬浮轴承的支承特性,建立转子热-结构耦合振动方程,求解得到热弯曲振动响应。同时,为了研究转子工作时热弯曲振动的变化过程,使用一种迭代计算的方法,不断更新计算条件,反复迭代计算,直到振动收敛或发散,由此判断热弯曲振动对系统的影响。计算结果表明,转子旋转频率对整体温升影响显著,轴颈温差主要取决于振幅,温度最高点位置及热弯曲方向与振动位移方向有关,并决定着振动的变化。

600 MW亚临界机组转子热弯曲的振动特征分析

针对某台600 MW亚临界汽轮发电机组高中压转子的振动缓慢爬升的异常现象,通过分析该机组带负荷运行和启停机过程的振动特征,确定高中压转子存在偏向一侧的均匀热变形,形成和原始不平衡质量同方向的偏心。产生转子热变形的原因可能是转子存在材质不均匀,而非造成临时热变形的局部受热不均。在这种转子状态下,停机过程必须采取一些现场特殊措施,否则可能由于振动过大,造成停机过程中出现机组设备的损坏。

简支圆板的非轴对称热弯曲

由于热弹性耦合问题的复杂性,能得到解析解的主要是轴对称问题和比较简单的问题。利用Green函数,根据双调和方程边值问题的边界积分公式和自然边界积分方程。在简支板的非轴对称问题的基础上,利用傅立叶级数及卷积的几个公式,求得了非轴对称变温边界条件下圆板的弯曲解,有较好的收敛速度和计算精度,计算过程相对简单。算例表明了方法的有效性。

磁悬浮轴承转子热弯曲振动影响因素分析

为了研究磁悬浮轴承转子系统中热弯曲振动的影响因素,根据磁悬浮轴承转子热弯曲振动机理,提出了一种迭代计算方法,不断更新计算条件,反复迭代计算,直到振动收敛或发散,由此得到转子工作时电控参数和转子结构参数对热弯曲振动的影响。计算结果表明:电控参数中,改变偏置电流和积分系数对热弯曲振动无明显影响,而提高比例系数和微分系数会使热弯曲振动的影响增大;转子结构参数中,增大非悬臂侧轴段长度和悬臂侧轴段长度会降低热弯曲振动的影响,而增大悬臂长度和外挂圆盘半径会轻微增大热弯曲振动的影响。由此可知,电控系统和转子自身的幅频特性决定热弯曲的影响程度,二者的相频特性决定热弯曲振动的变化趋势。

航空发动机转子热弯曲稳态响应计算方法研究

研究航空发动机多转子系统热弯曲稳态响应计算方法。导出能计及诸多因素的热弯曲复数传递矩阵,给出热弯曲振动位能计算方法,并将系统位能作为热弯曲振动水平的一种衡量指标。建立了多转子系统热弯曲稳态响应和不平衡响应计算通用程序,计算了Jeffcoff转子、单转子试验器及多转子发动机系统等多种算例的热弯曲稳态响应及系统位能,并与不平衡响应规律进行比较分析。本文计算方法有较大的工程应用价值。

碳纤维复合材料板热弯曲试验研究

为解决传统复合材料件成形效率低、制造成本高等问题,提出一种采用加热模具对复合材料板直接进行热冲压的复合材料成形新方法。该方法使用局部加热模具将复合材料板中需发生变形的区域进行局部加热,并借助复合材料加热到一定温度下软化的特点,使其随模具的运动逐步成形,并在模具作用下固化。对复合材料板V形件的热弯曲成形进行了试验研究,分析了成形温度、加载速度和开模温度对成形后工件精度的影响规律。试验结果表明:碳纤维复合材料板热弯曲性能良好,成形力小;通过测量试件室温回复角度发现,复合材料的热弯曲成形回复角度随着成形温度的降低而增大,随着开模温度的降低而减小。