[发明专利]一种用于汽轮机叉型叶根叶片的有限元计算方法

说明书

一种用于汽轮机叉型叶根叶片的有限元计算方法，它涉及一种有限元计算方法，具体涉及一种用于汽轮机叉型叶根叶片的有限元计算方法。本发明为了解决。本发明的具体步骤为在UG‑NX软件中创建三维实体计算模型：采用循环对称算法时叉型叶根叶片和轮缘要包含两个节距的实体；在ANSA软件中对实体模型进行网格划分：将实体模型导入到ANSA中，实体内部接触表面的部分细化网格，并保持实体形状与网格一致；将inp格式网格文件导入有限元分析软件Abaqus中，根据需求定义三维叶片材料数据、运行工况，定义接触、边界和载荷等设置；提交有限元计算方案。本发明属于汽轮机制造领域。

技术领域

本发明涉及一种有限元计算方法，具体涉及一种用于汽轮机叉型叶根叶片的有限元计算方法，属于汽轮机制造领域。

背景技术

叶片长期处在恶劣的工作环境，故障时有发生，强度分析和结构振动特性分析是考量汽轮机叶片安全性能的重要手段之一。

叶片强度与振动特性分析主要应用有限元分析法。有限元分析法能够较为精确的判断叶片的危险区域和最大应力的位置，着重关注叶片结构容易发生损坏的部位。而在进行整圈叶片结构振动特性分析时，如果按照实际整圈叶片结构创建模型进行有限元模拟分析，需要较大的计算机资源和较长计算时间，而且前处理工作也十分繁杂。

发明内容

本发明为解决按照实际整圈叶片结构创建模型进行有限元模拟分析，需要较大的计算机资源和较长计算时间，而且前处理工作也十分繁杂的问题，进而提出一种用于汽轮机叉型叶根叶片的有限元计算方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的具体步骤如下：

步骤一、在UG-NX软件中创建三维实体计算模型：

采用循环对称算法时叉型叶根叶片和轮缘要包含两个节距的实体，叉型叶根叶片的结构形式主要包括叉型叶根叶片的围带、叉型叶根叶片工作部分、叉型叶根叶片中间体、叉型叶根、销钉和叉型轮缘，对叉型叶根叶片的围带和叉型轮缘进行切割处理；

步骤二、在ANSA软件中对实体模型进行网格划分：

将实体模型导入到ANSA中，实体内部接触表面的部分细化网格，并保持实体形状与网格一致；

步骤三、将inp格式网格文件导入有限元分析软件Abaqus中，根据需求定义三维叶片材料数据、运行工况，定义接触、边界和载荷等设置；

步骤四、提交有限元计算方案。

本发明的有益效果是：本发明用于进行叉型叶根叶片的强度分析和结构振动特性分析，得到较为精确的叶片危险区域和最大应力的位置及整圈叶片频率，作为汽轮机叶片安全性的重要指导。

附图说明

图1是汽轮机叉型叶根叶片的有限元计算模型结构示意图；

图2是汽轮机叉型叶根叶片结构示意图；

图3是汽轮机转子结构示意图；

图4是销钉结构示意图；

图1中1-叉型叶根叶片的围带，2-叉型叶根叶片工作部分，3-叉型叶根叶片中间体，4-叉型叶根，5-销钉，6-叉型轮缘，7-转子；

图2中8-围带接触面，9-叉型叶根径向接触面，10-1-第一叶根销钉接触面，10-2-第二叶根销钉接触面，11-第三叶根销钉接触面，12-叶根齿轮槽接触面；

图3中13-第一轮槽销钉接触面，14-第二轮槽销钉接触面，15-轮槽叶根槽接触面，16-第三轮槽销钉接触面，17-1-第一转子端面，17-2-第二转子端面，18-转子中心。

具体实施方式