[发明专利]一种基于有限元的汽轮机末级长叶片扭振动应力获取方法

权利要求书

1.一种基于有限元的汽轮机末级长叶片扭振动应力获取方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：建立整圈末级长叶片及相应转子结构的有限元模型；

步骤二：定义有限元模型中整圈末级长叶片及相应转子结构的机械特性；

步骤三：对定义后的整圈末级长叶片之间以及相应转子和整圈末级长叶片之间的连接界面分别进行耦合处理；

步骤四：对耦合处理后的整圈末级长叶片及相应转子设定工作转速，然后计算整圈末级长叶片及相应转子在工作转速下的稳态应力及位移分布；

步骤五：根据整圈末级长叶片及相应转子工作转速下的稳态应力及位移分布得到整圈末级长叶片及相应转子工作转速下的应力和位移，以工作转速下的应力和位移为边界条件提取前n阶频率f₁～f_n；

步骤六：提取转子两端面的扭矩值T1和T2；

步骤七：根据前n阶频率f1～fn，将转子两端面的扭矩值T1和T2以激励的形式施加到工作转速下的叶片和转子系统上，得到末级叶片的动应力。

2.根据权利要求1所述的一种基于有限元的汽轮机末级长叶片扭振动应力获取方法，其特征在于：所述机械特性包括阻尼特性和弹性模量。

3.根据权利要求1所述的一种基于有限元的汽轮机末级长叶片扭振动应力获取方法，其特征在于：所述步骤五中利用Lanczos方法提取前n阶频率f₁～f_n。

4.根据权利要求1所述的一种基于有限元的汽轮机末级长叶片扭振动应力获取方法，其特征在于：所述步骤七中根据前n阶频率f1～fn，将扭矩T1和T2以激励的形式施加到工作转速下的叶片和转子系统上通过模态叠加法进行。

5.根据权利要求1所述的一种基于有限元的汽轮机末级长叶片扭振动应力获取方法，其特征在于所述方法还包括动应力检测步骤，所述检测步骤为：

根据末级长叶片的材料得到GOODMAN曲线，并结合步骤四得到的稳态应力和步骤七得到的动应力判断是否合格。

6.根据权利要求5所述的一种基于有限元的汽轮机末级长叶片扭振动应力获取方法，其特征在于：所述检测步骤的具体步骤为：

定义步骤四中得到的稳态应力为σ_静，步骤七中得到的动应力为σ_动，根据末级长叶片的材料得到GOODMAN曲线，在GOODMAN曲线上先找横坐标值为σ_静的位置，通过σ_静的值，确定纵坐标的耐振强度σ_振，判断σ_动与σ_振的大小，当σ_动＞σ_振时，判定为不合格；当σ_动＜σ_振时，判定为合格。