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《基于三維熱彈性接觸的汽輪機調節(jié)級葉片樅樹型葉根輪緣結構的優(yōu)化.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第32卷第7期動力工程學報V0L32NO．72Ol2年7月JournalofChineseSocietyofPowerEngineeringJuly2012文章編號：1674—7607(20l2)07050107中圖分類號：TK262文獻標識碼：A學科分類號：470．30基于三維熱彈性接觸的汽輪機調節(jié)級葉片樅樹型葉根輪緣結構的優(yōu)化張明輝，張獲，謝永慧(西安交通大學能源與動力工程學院，西安710049)摘要：在考慮高溫熱變形影響的前提下，對汽輪機調節(jié)級葉片樅樹型葉根輪緣結構進行了優(yōu)化研究．采用有限元分析軟件Ansys的參數(shù)化設計語言APDL建立了樅樹型葉根輪緣的參數(shù)化模型，以葉根輪
2、緣的8個關鍵尺寸作為設計變量，以葉根輪緣處最大等效應力達到最小為目標函數(shù)，應用模式搜索算法進行優(yōu)化控制，對葉根輪緣結構進行多變量的優(yōu)化分析，獲得了使葉根輪緣處最大等效應力大幅減小的樅樹型葉根輪緣優(yōu)化型線．結果表明：相對于原始結構，優(yōu)化后，葉根和輪緣處的最大等效應力分別降低了19．84和6．48，提高了汽輪機運行的可靠性．關鍵詞：結構優(yōu)化；有限元分析；樅樹型葉根輪緣；模式搜索算法DesignOptimizationofFir-treeRootandRimforControlStageBladesConsidering3DThermo—elasticContactProblemsZH
3、ANGMinghui，ZHANGDi，XIEYong—hui(SchoolofEnergyandPowerEngineering，XianJiaotongUniversity，Xian710049，China)Abstract：Theresearchonoptimizationoffir—treerootandrimforturbinecontrolstagebladeswasconductedinconsiderationofhigh—temperaturethermaldeformation．Aparametricmodelforthefir—treerootandrimwa
4、sestablishedbasedontheparametricdesignlanguageAPDIfromthefiniteelementsoftwareAn—sys，withwhichmuhivariableoptimizationW3Scarriedoutforthestructureoftherootandrimusingpat—ternsearchalgorithm，bytaking8criticalgeometricalparametersasdesignvariablesandthemaximume—quivalentstressoftherootandrimaso
5、bectivefunction，andhenceanoptimizedstructureobtainedatthepremisethatthemaximumequivalentstresswasevidentlyreduced．Comparedwiththeoriginalstructure，themaximumequivalentstressoftheoptimizedrootandrimcanbereducedby19．84and6．48respec—tively，resultinginincreasedoperationreliabilityofsteamturbines．
6、Keywords：structureoptimization；finiteelementanalysis；fir—treerootandrim；patternsearchalgorithm隨著經濟的快速發(fā)展，電力需求持續(xù)增長，對發(fā)調節(jié)級位于汽輪機通流部分之首，由于大負荷、電機組的可靠性要求也不斷提高．葉片作為汽輪機高溫及部分進汽等因素影響，在大功率汽輪機所有的重要零部件，主要功能是將熱能轉化為機械能，其零部件中，調節(jié)級的工作條件是最苛刻的．樅樹型安全可靠性直接影響機組的正常運行．葉根具有裝卸方便、葉根輪緣承載面接近等強度、承收稿日期：2011l221修訂日期：20120206作者
7、簡介：張明輝(1990一)，男，河南洛陽人，碩士研究生，主要從事透平機械結構強度與振動研究．張荻(聯(lián)系人)，女，甘肅蘭州人，副教授，電話(Te1．)：02982668728；E—mail：zhang—di@mail．xjtu．edu．cn·502·動力工程學報第32卷載能力高等優(yōu)點，因而被廣泛應用于大功率汽輪機生變形而不產生應力．當存在約束或者溫度變化不調節(jié)級葉片上]．目前的樅樹型葉根輪緣形狀多是均勻，熱變形不能自由進行時，物體中就會產生應在常規(guī)狀態(tài)下設計的，而調節(jié)級葉片工作在高
