基于有限元方法理论计算影响系数在工程中的应用.pdf

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1、第58卷第2期2016年4月汽轮机技术TURBINETECHNOLOGYV01．58NO．2Apr．2016基于有限元方法理论计算影响系数在工程中的应用陈浩，吴峥峰，徐厚达，邴汉昆，曾庆猛，张元舒(华电电力科学研究院，杭州310030)摘要：以300MW汽轮发电机组为研究对象，按照机组图纸尺寸，运用ANSYS工具，建立有限元数值分析模型。数值计算不同型式不平衡故障下轴系振动响应特性，并得到相应的加重影响系数和滞后角度，最后应用到工程实例中。得到结论：高中压转子跨内加重相邻轴承振动响应灵敏度高于跨外加重；理论计算

2、结果与工程较吻合，分析结果能够较好地指导实际工作，提高动平衡处理成功率。关键词：有限元；不平衡；振动响应：影响系数分类号：TK263文献标识码：A文章编号：1001-5884(2016)02-0153-03BasedontheTheoryofFiniteElementMethodCalculationInfluenceCoemcientintheEngineeringApplicationCHENHao，WUZheng-feng，XUHou—da，BINGHan—kun，ZENGQing-meng，ZHANGY

3、uan-shu(HuadianElectricPowerResearchInstitute，Hangzhou310030，China)Abstract：300MWturbo-generatorsetastheresearchobject，Accordingtothedrawingsizeofunit，usingANSYScMcalationtools，thefiniteelementnumericalanalysismodelisestablished．Numericalcalculationdifferent

4、typeimbalancefault，shaftingvibrationresponsecharacteristics，andgetthecorrespondingincreaseinfluencefactorandlagangle，finallyappliedtotheengineeringinstance．Cometoaconclusion：RotorcIDssinsideaggravateadjacentbearingvibrationresponsesensitivityishigherthanouts

5、ide；Thetheoreticalresultsfitwellwithandengineering．Theresultsoftheanalysiscanbetterguidetheactualwork，improvetheSuccessrateofdynamicbalanceprocessing．Keywords：finiteelement；imbalance；vibrationresponse；influencetoemdent0前言转子不平衡是旋转机械，特别是高速旋转机械振动的主要激振力，当转子质量分布不

6、均，其质心偏移转子回转中心。便产生不平衡力。在现场运行的旋转机械，如汽轮机、风机等，其振动的主要原因是转子不平衡，因此，保证转子和轴系平衡是消除现场运行的旋转机械振动的一项重要措施。1j。工程人员进行动平衡处理时的传统做法是，根据经验值试加重一次，效果不理想再进行二次调整，这往往导致机组多次启停。随着大型计算软件日益完善，所建立的模型也更加准确，通过仿真计算得到不同型式不平衡故障振动响应特性和对应的配重影响系数，对工程进行指导，可以提高配重成功几率。其中，[d1]为柔度矩阵，其与刚度矩阵[K]的关系为：[K。]

7、=[Ol。]_l如令：[G．]=力[J．]，则有：[M-]{豇。}+[G。]{吐：}+[K．]}肛。}={P；(t)}，．、[M．]{如}一[G1]{n。}+[K。]{u：}={P，(t)}一再令：{u}={：：)；c肘，=[等10。】；c．，，=[一：i：]；㈨=Kul斗即¨酬)，式(2)可以合并为：[M]{n}+[G]{吐}+[K]{Ul={P(t)}(3)该式为具有n个圆盘的转子系统的运动微分方程。1转子一轴承系统运动微分方程2转子一轴承系统不平衡振动响应特性分析对于具有几个圆盘的转子系统，自转角速度为仃

8、，转子运动方程为：[a．]([M。]{拉。}+力[．，。]{吐：})+{u．}=[a。]{t(t)}[a。]([膨．]{豇：}一力[_，-]{n．})+{u：}：[d。]{P，(￡)}如图1所示，以某300MW机组为研究对象，运用ANSYS计算工具，按照图纸尺寸建立转子一轴承系统数值分析模型。论文研究的是转子系统动力特性，并未考虑具体的叶轮型式，而是运用集总参数法将叶轮质量集中到回转中