国家自然科学基金(51275385)
- 作品数：17 被引量：87H指数：6
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- 相关领域：动力工程及工程热物理理学航空宇航科学技术机械工程更多>>
- 离心压缩机转子密封碰磨故障的振动特征及诊断被引量：6
- 2015年
- 某离心压缩机试运转阶段,在工作转速下出现振动爬升,导致轴振过大,引起机组打闸停机。为消除机组故障,对启动过程和工作转速下的轴振进行了测试。根据轴振变化趋势及对不同转速和不同时刻的振动时域和频域特征分析,判明该转子故障是由转子和密封碰磨造成的。为验证故障原因,取出隔板密封和轮盖密封,使转子无法产生密封碰磨,此状态下机组运转良好,说明查找的故障原因正确。调整机组密封间隙后,转子故障消除,机组运转良好。
- 徐朝蓉徐自力邱恒斌赵宇
- 关键词：振动与波转子碰磨密封故障诊断
- 动网格区域对叶片颤振流固耦合计算效率及精度的影响被引量：1
- 2017年
- 采用分区动网格对叶片进行流固耦合分析时,动网格区选取不当,会影响计算效率及精度。考虑到叶片振动主要影响叶片周围的流场,取叶片附近区域为动网格区,并通过弹性体法实时更新其内部网格。采用RANS方程描述流场,并通过SIMPLE算法求解流场得到叶片表面静压。通过直接积分法求解叶片振动控制方程得到叶片响应。通过叶片振动与流场之间的迭代求解实现流固耦合计算。采用对数衰减率评估叶片振动的稳定性,对数衰减率为0时的压比即为颤振临界压比。计算了轴流压气机叶片的颤振边界,并研究了动网格区对计算效率及精度的影响。结果表明,对于叶高为0.17m左右的轴流压气机叶片来说,取动网格区外边界到叶片的距离与叶片最大位移的比值约为2时,能够在保持计算精度的前提下,最大限度地提高计算效率,计算时间比全域动网格减少了13.4%,颤振临界压比的计算值相对全域动网格的误差为0.49%。
- 王蕤仲继泽徐自力阚选恩
- 关键词：叶片流固耦合颤振边界
- 科氏效应对谐波故意失谐叶盘系统振动响应局部化的影响
- 叶盘系统中由于加工误差或运行中的磨损导致叶片与叶片之间出现不同程度的偏差,这种偏差在叶盘系统中称为失谐。失谐会导致叶盘系统振动响应局部化现象进而加速叶盘的高周疲劳。故意失谐叶盘能有效地控制叶盘系统振动响应局部化的程度。旋...
- 阚选恩徐自力
- 基于动网格降阶算法的机翼颤振边界预测被引量：7
- 2017年
- 基于弹性体动网格技术,发展了一种用于机翼流场网格变形的降阶算法。将流场网格所包围的空间区域视为虚拟弹性体。以虚拟弹性体变形的静力平衡方程为基础,结合机翼的振动控制方程,推导了机翼与虚拟弹性体的整体的振动控制方程。通过模态叠加方法计算机翼和流场网格节点的位移,进而得到变形后的流场网格。考虑到机翼颤振多为1阶弯曲和扭转振动,所以在流场网格节点位移的计算中只需考虑1阶弯曲和扭转振型。为了保证计算精度,在计算中同时考虑了2阶弯曲和扭转振型。RANS方程为流体控制方程,采用Spalart-Allamras湍流模型,结合动网格降阶算法,对AGARD Wing 445.6颤振边界进行了流固耦合计算。计算结果相对于实验值的偏差小于2%,且与已有的弹性体动网格方法比,计算时间减少了54.8%。
- 仲继泽徐自力
- 关键词：机翼颤振流固耦合动网格
- 等几何分析的多重网格共轭梯度法被引量：10
- 2014年
- 提高NURBS基函数阶数可以提高等几何分析的精度,同时也会降低多重网格迭代收敛速度.将共轭梯度法与多重网格方法相结合,提出了一种提高收敛速度的方法,该方法用共轭梯度法作为基础迭代算法,用多重网格进行预处理.对Poisson(泊松)方程分别用多重网格方法和多重网格共轭梯度法进行了求解,计算结果表明:等几何分析中采用高阶NURBS基函数处理三维问题时,多重网格共轭梯度法比多重网格法的收敛速度更快.
- 刘石陈德祥冯永新徐自力郑李坤
- 关键词：多重网格共轭梯度法POISSON方程迭代算法NURBS
- 汽轮机起动过程温升分配对转子热应力的影响被引量：21
- 2013年
- 降低汽轮机转子在起停过程中的热应力对于控制转子因热疲劳产生的裂纹萌生和扩展具有重要意义。采用有限元法估算660 MW高中压转子的瞬态温度场,采用弹塑性有限元法计算转子的瞬态应力应变场。研究起动过程中温升分配对转子最大热应力的影响。研究表明,同样的起动时间,采用不同的温升分配模式可以使最大热应力降低34%;选择合理的温升分配模式可以有效降低起动过程转子热应力,减小起动时间。克服以往研究多认为局部高温升率是导致转子最大热应力的主要因素的不足。该研究对制定合理的起动曲线有指导作用。
- 徐自力王凯方宇刘东旗刘金芳
- 关键词：汽轮机转子热应力
- 基于分层模态综合法的大型汽轮发电机组转子-末级叶片耦合系统扭转振动分析被引量：7
- 2014年
- 针对应用三维有限元法计算大型汽轮发电机组转子-末级叶片耦合系统扭转振动时存在自由度多和难以实现等问题,在模态综合法(CMS)的基础上,推导了计算转子-末级叶片耦合系统振动的分层二重CMS法的基本方程,给出了降阶的思路和原理.采用该方法对某1 000 MW汽轮发电机组的转子、末级和次末级叶片组成的耦合系统进行了扭转振动特性计算和分析,与不考虑末级、次末级叶片实际结构影响的固有振动特性进行了对比.结果表明:如果不考虑末级叶片的实际结构,会漏掉一些重要的振动模态,给转子和叶片的安全带来隐患;降阶前系统的自由度达到1.5亿,而降阶后系统的广义自由度仅为原自由度的0.07%;分层二重CMS法可用于大功率机组转子、末级、次末级耦合系统的扭转振动分析.
- 徐自力窦柏通范小平方宇王建录曹守洪
- 关键词：汽轮发电机组转子末级叶片扭转振动
- 盘式拉杆转子非连续摩擦接触界面功能失效机理研究被引量：5
- 2018年
- 盘式拉杆转子的轮盘间采用非连续界面连接,当界面由于大载荷作用或者拉杆松弛发生滑移或脱开时,会导致转子无法正常工作,甚至发生严重事故。为此,采用三维接触有限元法,计算了不同预紧力下复杂载荷作用时拉杆转子非连续界面的接触状态、应力和变形,分析了拉杆转子非连续界面的功能失效模式、极限承载能力及预紧力对失效临界点的影响。结果表明:在预紧力确定的情况下,非连续轮盘接触界面承受扭矩、剪力、弯矩等载荷的能力存在临界值,超过载荷临界值则界面发生功能失效,且对应不同的失效模式,分别为周向滑移、侧向滑移、顶端张口型失效模式;轮盘在承受大扭矩作用时,接触界面存在"扭转屈服"现象,即扭转角骤增,刚度骤降,转子结构抵抗变形能力骤降,无法继续传递扭矩,界面发生承载失效;弯矩、剪力载荷的作用会显著降低非连续轮盘承扭的极限能力。
- 何红徐自力王存俊仲继泽
- 关键词：重型燃气轮机
- 叶片有限元分析中弹塑性过渡区应力奇异产生原因及解决方法
- 2015年
- 采用弹塑性有限元法、借助大型商业有限元软件对汽轮机叶片进行应力分析时,弹塑性过渡区应力的计算值有时会高于塑性区应力的计算值,即会产生应力奇异现象。为分析产生这一现象的原因,以8节点六面体单元为例,研究了有限元法计算应力的过程,并在理想弹塑性的条件下,采用有限元法和解析法计算了弹塑性过渡区单元节点应力。研究发现,有限元法通常采用高斯积分点应力值外推插值法得到单元节点应力,当单元一部分位于弹性区、另一部分位于塑性区时,这种外插算法会导致节点应力计算值高于结构的实际应力,甚至超出理想弹塑性材料的屈服极限,从而造成应力奇异。研究表明,在叶片弹塑性的有限元分析中,采用相邻高斯积分点应力加权平均的方法计算单元节点应力,可有效避免弹塑性过渡区应力产生奇异的现象。
- 仲继泽徐自力方宇范小平赵世全
- 关键词：叶片有限元
- 汽轮机、燃气轮机相关国际标准背后的力学问题被引量：1
- 2015年
- 国际标准是先进技术的结晶,既有很好的理论基础,同时也是对行业实践的总结,得到了广泛认可。然而,这些标准通常仅给出了简单结论性的概念和表达式,没有给出其背后的原理和机理,如果不能对其深入理解,将影响标准的使用和作用发挥。以国际标准ISO10814"机械振动-机器不平衡敏感度和不平衡灵敏度"为例,将复杂转子系统在共振附近等效为单自由度系统,推导出了模态灵敏度的计算公式,解释了其物理含义。从频响函数角度给出了基于奈奎斯特图法试验确定某个共振转速下模态灵敏度的理论依据。采用半功率点法,推导出了基于波德图法试验确定某个共振转速的模态灵敏度的计算公式。计算了某1 000MW机组的临界转速和对应的模态灵敏度,计算结果表明该转子系统的各阶临界转速均处于中等敏感度机器灵敏度的A区,即灵敏度很低,具有较好的动力学特性。本文工作对相关国际标准的理解和灵活应用有参考价值。
- 徐自力方宇赵宇王建录赵世全
- 关键词：汽轮机燃气轮机转子ISO
