[发明专利]半伞式水轮发电机上机架动应力计算方法及装置

权利要求书

1.一种半伞式水轮发电机上机架动应力计算方法，其特征是，所述方法包括：

获取半伞式水轮发电机上机架第一方向和第二方向的第一振动波形，其中第一方向和第二方向为所述半伞式水轮发电机上机架的水平延伸方向，且相互垂直；

根据第一方向和第二方向的所述第一振动波形和预设的标准载荷数据计算各第一时间点的轴承载荷角度和轴承载荷，形成轴承载荷数据；

根据所述轴承载荷数据在预设载荷时间段内对至少一个目标节点进行瞬态分析，获取所述目标节点在所述预设载荷时间段内各第二时间点的动应力。

2.如权利要求1所述的半伞式水轮发电机上机架动应力计算方法，其特征是，所述获取半伞式水轮发电机上机架第一方向和第二方向的振动波形之前，包括：

应用模型软件构建水轮发电机上机架模型，其中，上机架采用SOLID187单元划分网格，在轴承座圈内侧的圆柱面上划分表面效应单元SURF154；

基于水轮发电机上机架模型，在预设标准载荷时获取第一方向和第二方向的预设数量个载荷数据，得到标准载荷数据。

3.如权利要求2所述的半伞式水轮发电机上机架动应力计算方法，其特征是，所述基于水轮发电机上机架模型，在预设标准载荷时获取第一方向和第二方向的预设数量个载荷数据，得到标准载荷数据，包括：

在轴承载荷为预设标准载荷时，分别测得所述水轮发电机上机架模型的第一方向和第二方向的第二振动波形；

以预设角度间隔，根据所述第二振动波形分别提取所述水轮发电机上机架模型的第一方向和第二方向的预设数量个标准轴承载荷角度的变形值以及第一方向与第二方向的第一变形值比值；

存储预设数量个所述标准轴承载荷角度、每个所述标准轴承载荷角度对应的第一方向和第二方向的变形值，以及所述第一变形值比值，形成所述标准载荷数据。

4.如权利要求1所述的半伞式水轮发电机上机架动应力计算方法，其特征是，所述标准载荷数据包括：预设数量个标准轴承载荷角度、每个所述标准轴承载荷角度对应的第一方向和第二方向的变形值，以及第一方向和第二方向的第一变形值比值；所述根据第一方向和第二方向的所述第一振动波形和预设的标准载荷数据计算各第一时间点的轴承载荷角度和轴承载荷，形成轴承载荷数据，包括：

根据第一方向和第二方向的所述第一振动波形提取各第一时间点的第一方向和第二方向的变形值，并计算两者的第二变形值比值；

根据所述第一方向和第二方向的第二变形值比值以及所述标准载荷数据中各所述标准轴承载荷角度对应的所述第一变形值比值应用插值方法计算各第一时间点的所述轴承载荷角度；

根据所述轴承载荷角度以及所述标准载荷数据中各所述标准轴承载荷角度对应的第一方向的变形值应用插值方法计算与所述轴承载荷角度对应的第一方向的变形计算值；

查找所述标准载荷数据中与所述轴承载荷角度接近的所述标准轴承载荷角度以及与所述标准轴承载荷角度对应的第一方向的变形值，根据所述第一方向的变形计算值、所述标准轴承载荷角度及对应的第一方向的变形值计算所述轴承载荷；

第一时间点以及各第一时间点的轴承载荷角度和轴承载荷组合形成所述半伞式水轮发电机上机架的所述轴承载荷数据。

5.如权利要求1所述的半伞式水轮发电机上机架动应力计算方法，其特征是，所述根据所述轴承载荷数据在预设载荷时间段内对至少一个目标节点进行瞬态分析，获取所述目标节点在所述预设载荷时间段内各第二时间点的动应力，包括：

以预设时间步长确定预设载荷时间段内各第二时间点；

针对任一所述第二时间点，根据所述轴承载荷数据应用插值法计算所述第二时间点的轴承载荷和轴承载荷角度；

选取所述水轮发电机上机架模型的轴承座圈内侧的圆柱面上所有节点，并基于所有节点的表面效应单元在轴承座圈施加所述轴承载荷；

计算所述水轮发电机上机架模型的所有网格点的动应力，并提取所述目标节点的动应力。