Файл: el_sila www.mscsoftware.ru[document[conf[moscow_conf[conf_1999[el_sila.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.06.2020
Просмотров: 245
Скачиваний: 2
оценить
их
совокупное
влияние
на
напряженное
состояние
достаточно
сложно
.
В
таких
ситуациях
применение
конечно
-
элементного
моделирования
оказывает
неоценимую
помощь
.
Расчет
напряженного
состояния
при
изгибе
проводился
с
помощью
программы
NASTRAN
в
трехмерной
постановке
.
Рис
.4
иллюстрирует
результаты
расчета
для
сечения
с
отверстием
в
зоне
изменения
диаметра
.
Рис
.4.
Результаты
расчета
напряжений
в
галтели
с
отверстием
при
изгибе
ротора
под
действием
собственного
веса
2.3
Расчет
на
прочность
и
малоцикловую
усталость
при
крутильных
колебаниях
Скачки
и
колебания
электромагнитного
момента
в
анормальных
и
переходных
режимах
,
таких
как
несинхронное
включение
,
качания
в
сети
,
внезапные
сбросы
нагрузки
,
короткие
замыкания
,
вызывают
крутильные
колебания
валопровода
.
Механический
скручивающий
момент
в
некоторых
сечениях
ротора
при
крутильных
колебаниях
может
в
несколько
раз
превышать
номинальное
значение
.
Хотя
крутильные
колебания
возникают
достаточно
редко
и
их
продолжительность
невелика
,
они
могут
существенно
влиять
на
усталостную
и
даже
кратковременную
прочность
ротора
.
Исследование
прочности
валопровода
при
крутильных
колебаниях
является
важной
составной
частью
механических
расчетов
.
Оно
включает
в
себя
анализ
электромагнитных
переходных
процессов
,
моделирование
возникающих
крутильных
колебаний
и
оценку
напряжений
в
наиболее
«
опасных
»
сечениях
.
При
расчете
напряжений
,
обусловленных
действием
крутящего
момента
,
также
как
и
в
случае
анализа
изгиба
ротора
,
очень
важно
правильно
учесть
влияние
концентраторов
.
Конечно
-
элементное
моделирование
существенно
облегчает
решение
этой
задачи
.
На
рис
.5
представлены
результаты
расчета
напряжений
под
действием
крутящего
момента
на
участке
вала
с
двумя
отверстиями
,
полученное
с
помощью
программы
NASTRAN
в
трехмерной
постановке
.
Рис
.5.
Результаты
расчета
напряжений
на
участке
с
двумя
отверстиями
при
действии
крутящего
момента
3.
Расчет
узлов
и
деталей
статора
При
расчете
элементов
статора
конечно
-
элементные
программы
использовались
в
основном
для
анализа
динамических
параметров
–
собственных
частот
и
форм
наиболее
сложных
деталей
.
В
частности
,
рассчитывались
совместные
собственные
частоты
колебаний
сердечника
,
подвески
и
элементов
крепления
,
собственные
частоты
и
формы
колебаний
щитов
и
т
.
п
.
3.
1
.
Расчет
собственных
частот
и
форм
колебаний
сердечника
и
элементов
крепления
Программа
NASTRAN
оказалась
весьма
эффективным
инструментом
для
расчета
собственных
частот
такой
сложной
конструкции
,
как
система
сердечник
,
подвеска
,
элементы
крепления
.
Учитывая
сложность
конструкции
,
включающей
большое
число
деталей
,
при
проведении
расчета
в
схему
вносились
разумные
упрощения
–
плоские
протяженные
детали
заменялись
пластинчатыми
элементами
,
ребра
подвески
–
балочными
элементами
с
эквивалентными
параметрами
,
полученными
в
результате
детального
расчета
в
трехмерной
постановке
.
Сердечник
моделировался
,
как
цилиндрическая
оболочка
с
эквивалентными
упругими
и
инерционными
характеристиками
.
Пример
результатов
расчета
представлен
на
рис
.6.
Расчетные
величины
вполне
удовлетворительно
совпали
с
имеющимися
экспериментальными
данными
.
Рис
.6.
Первая
собственная
форма
колебаний
системы
сердечник
–
подвеска
-
стенки
3.2.
Расчет
собственных
частот
и
форм
щитов
Еще
одним
узлом
статора
,
собственные
частоты
и
формы
которого
определялись
с
помощью
программы
NASTRAN,
является
торцевой
щит
.
Эта
деталь
имеет
достаточно
сложную
форму
и
определение
ее
динамических
свойств
другими
способами
является
большой
проблемой
.
Пример
результатов
расчета
представлен
на
рис
.7.
При
расчете
плоские
детали
щита
рассматривались
,
как
двухмерные
элементы
типа
'shell’.
Рис
.7.
Вторая
форма
свободных
колебаний
торцевого
щита
Заключение
Использование
программ
фирмы
MSC.Software – PATRAN, NASTRAN,
Advanced FEA –
дает
возможность
эффективно
получить
решение
многих
задач
динамики
и
прочности
турбогенераторов
.
В
частности
,
с
помощью
этих
программ
удается
построить
картину
распределения
напряжений
в
таких
сложных
узлах
,
как
активная
часть
ротора
,
бандажные
кольца
,
вентиляторы
,
другие
детали
,
имеющие
концентраторы
напряжений
.
Используя
программу
NASTRAN,
можно
рассчитать
собственные
частоты
и
формы
колебаний
различных
узлов
статора
,
включая
систему
сердечник
–
подвеска
-
элементы
крепления
,
торцевые
щиты
.
В
целом
можно
сказать
,
что
внедрение
программ
фирмы
MSC.Software
позволяет
повысить
качество
и
расширить
возможности
проведения
механических
расчетов
турбогенератора
.