一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法技术方案

技术编号:44925233 阅读:38 留言:0更新日期:2025-04-08 19:04
本发明专利技术公开了一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法,包括以下步骤:S1、采用有限元法结合固定界面模态综合法,建立导叶轴-顶盖碰摩耦合系统的减缩动力学模型;S2、基于减缩动力学模型分析模态截断数、摩擦系数和水流面载荷对导叶轴-顶盖碰摩耦合系统前3阶预应力模态特性的影响规律;S3、分析减缩动力学模型受简谐激励作用时,近载端接触状态、近-远载端接触状态和摩擦系数对导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动响应及频谱特性的影响规律;S4、基于以上步骤评估混流式水轮机是否稳定安全运行。本发明专利技术通过分析混流式水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性,从而监测和诊断混流式水轮机的结构健康状态与故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混流式水轮机碰摩故障分析,尤其涉及一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法


技术介绍

1、混流式水轮机是水力发电机组的重要组成部分,长期遭受水流载荷作用。导叶轴和顶盖作为混流式水轮机的核心关键部件,在水流作用下易诱发导叶轴与顶盖碰摩问题,轻则导致机组异常振动,影响正常使用;重则造成设备结构损坏,造成重大安全事故。因此有必要针对混流式水轮机的导叶轴-顶盖耦合系统展开碰摩动力学研究,从而为混流式水轮机结构健康监测提供理论和技术基础。

2、国内外已有很多学者对混流式水轮机中的关键件碰摩问题开展了相关研究工作。张雷克等建立了由不平衡磁拉力引起的水轮机转子-轴承碰摩故障模型,分析了励磁电流、转子质量偏心以及定子径向刚度对系统非线性振动行为的影响。苟东明等基于水轮机定、转子碰摩故障的动力学模型,研究了电磁刚度、转子质量偏心、阻尼及定子径向刚度对转子系统非线性动力学特性的影响。采用四阶龙格-库塔法,聂赛等研究了不平衡磁拉力、碰摩力、非线性油膜力单独作用或耦合作用对水轮机轴系振动特性的影响。基于jeffcott转子模型,zhang等建本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法,其特征在于,S1中,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法,其特征在于,所述导叶轴子结构保留导叶轴接触面附着的节点与截面中心节点N1、截面中心节点N2作为主节点,顶盖子结构保留顶盖接触面附着的节点作为主节点,其余节点作为从节点;所述导叶轴子结构与顶盖子结构中均不包括导叶轴接触区域表面单元和顶盖接触区域表面单元。

4.根据权利要求3所述的一种水轮...

【技术特征摘要】

1.一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法,其特征在于,s1中,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种水轮机导叶轴-顶盖碰摩耦合系统振动特性分析方法,其特征在于,所述导叶轴子结构保留导叶轴接触面附着的节点与截面中心节点n1、截面中心节点n2作为主节点,顶盖子结构保留顶盖接触面附着的节点作为主节点,其余节点作为从节点;所述导叶轴子结构与顶盖子结构中均不包括导叶轴接触区域表面单元和顶盖接触区域表面单元。

【专利技术属性】
技术研发人员:曾劲杨洋梁权伟王洋何启源王世建
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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