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一种基于有限元模型的汽轮机转子疲劳损伤在线计算方法技术

技术编号:20745780 阅读:41 留言:0更新日期:2019-04-03 10:29
本发明专利技术提出了一种基于有限元模型的汽轮机转子疲劳损伤在线计算方法,包括:用有限元软件ADINA对汽轮机转子进行建模,计算温度场和应力场;提取关键部位的温度数据和热应力数据;根据第四强度理论计算合应力;对实测的应力数据进行归一化处理;建立支持向量回归机模型,并对输入输出数据进行训练和计算;解析并拟合应力‑损伤函数关系,实时计算疲劳损伤;建立疲劳损伤在线计算系统架构。本发明专利技术可以解决现有技术中转子低周疲劳损伤在线计算和高精度计算难以共融的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元模型的汽轮机转子疲劳损伤在线计算方法
本专利技术涉及汽轮机转子低周疲劳损伤计算与评估领域,特别是涉及有限元数值计算方法和支持向量回归机在线计算方法。
技术介绍
汽轮机转子作为汽轮机组的重要部件之一,其金属材料的各种损伤会对设备的安全运行有重大的影响。由于汽轮机转子长期处于高温、高压、变工况的恶劣工作环境下,受力情况十分复杂,转子金属容易产生低周疲劳。而根据工程经验和已有的实验结果,可以确定低周疲劳损伤大约占到80%,是汽轮机转子损伤的主要原因。因此,为了预防汽轮机转子疲劳损伤引发的安全问题,对汽轮机转子的疲劳损伤进行在线计算尤为重要。目前在计算转子低周疲劳的方法中,主要分为解析法和数值计算法。解析法是将转子模型降维简化为无线长圆筒,根据不稳定导热微分方程和积分方程求温度场,再根据温差平均值计算热应力,计算速度快,适合在线计算。它根据转子的结构特点、材料物理参数、边界条件、初始条件,对转子最容易产生裂纹的部位进行最大应力计算。解析法简化了模型,忽略了热流的影响,仅考虑径向温差,因而计算精度不高。而数值分析方法不做降维处理,在二维模型或者三维模型的基础上,离散化几何形状连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有限元模型的汽轮机转子疲劳损伤在线计算方法,其特征在于,所述方法包括:用有限元软件ADINA对汽轮机转子进行建模,计算温度场和应力场;提取关键部位的温度数据和热应力数据;根据第四强度理论计算合应力;对实测的应力数据进行归一化处理;建立支持向量回归机模型,并对输入输出数据进行训练和计算;解析并拟合应力‑损伤函数关系,实时计算疲劳损伤;建立疲劳损伤在线计算系统架构。

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元模型的汽轮机转子疲劳损伤在线计算方法,其特征在于,所述方法包括:用有限元软件ADINA对汽轮机转子进行建模,计算温度场和应力场;提取关键部位的温度数据和热应力数据;根据第四强度理论计算合应力;对实测的应力数据进行归一化处理;建立支持向量回归机模型,并对输入输出数据进行训练和计算;解析并拟合应力-损伤函数关系,实时计算疲劳损伤;建立疲劳损伤在线计算系统架构。2.根据权利要求1所述的基于有限元模型的汽轮机转子疲劳损伤在线计算方法,其特征在于,用有限元软件ADINA对汽轮机转子进行建模,计算各个工况下的温度场和应力场,边界与介质的热交换条件具体为:其中Tf——与转子表面接触的气温,α——蒸汽与转子表面的放热系数。3.根据权利要求1所述的基于有限元模型的汽轮机转子疲劳损伤在线计算方法,其特征在于,根据第四强度理论进行计算具体为:其中:σ∞m——和应力;y,θ,r——分别为代表轴向,切向和径向;τyr——剪切应力。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙永健王孝红
申请(专利权)人:济南大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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