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大型水轮机不稳定流体与结构耦合特性研究Ⅱ:结构动应力与疲劳可靠性分析
  • ISSN号:0559-9350
  • 期刊名称:《水利学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK730.2[交通运输工程—轮机工程;动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
  • 作者机构:[1]中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083, [2]Norwegian University of Science and Technology, NO-7491 Trondheim, Norway
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(90510007 91010003); 北京市自然科学基金重点项目(3071002)
中文摘要:

水轮机疲劳寿命问题直接关系到电站安全和工程效益的发挥。本文以国内某大型水电站安装的混流式水轮机为研究对象,通过引入新的耦合界面模型,实现了不稳定压力场与结构场的耦合特性分析。耦合计算采用有限元方法,得到了转轮在不同工况下的压力脉动载荷的时间历程。通过雨流计数法处理,获得了应力幅值及均值的概率密度函数。依据材料疲劳特性预测了转轮叶片的寿命。文中还分析了X形叶片转轮在运行稳定性方面所具有的特征。所取得的研究结果为大型水轮机的稳定运行和优化设计提供了依据。

英文摘要:

The fatigue reliability has significant effects on power plant safety and engineering benefit. By introducing a new coupled interface model, a Francis turbine installed at a large power plant in China is investigated through the unsteady fluid-structure interaction (FSI) analysis. The finite element method is adopted to solve the FSI problem. The dynamic stress of runner blade is presented in time domain and frequency domain in detail. A joint stress distribution density function describing the mean stress and amplitude is established with statistics method, including the rain flow counting algorithm. According to the fatigue properties of the blade material and the fatigue reliability model, the blade fatigue life is predicted. The operation stability of the runner with X type blade is also analyzed. The results are meaningful to stable operation and optimized design of large hydraulic turbines.

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期刊信息
  • 《水利学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水利学会 中国大坝工程学会
  • 主编:程晓陶
  • 地址:北京市复兴路甲1号中国水科院A座1117室
  • 邮编:100038
  • 邮箱:slxb@iwhr.com
  • 电话:010-68786221
  • 国际标准刊号:ISSN:0559-9350
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1882/TV
  • 邮发代号:2-183
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:43715