發電機機座疲勞壽命分析的案例
挖掘機機臂的疲勞壽命計算
來源：正脈科工
1.問題的描述
如圖1給出了挖掘機機臂的三維模型，該模型由機臂和支撐銷軸組成。
圖1 挖掘機機臂的三維模型
2.模型的材料
機臂的材料為結構鋼，銷軸和機臂孔之間的摩擦系數為0.3。
3.邊界條件（工況）
如圖2所示給出了挖掘機機臂的載荷示意圖，F1=6E5N，erfa=15度，F2=5E5N，beita=10度，完全固定約束銷軸的外側面。
圖2 挖掘機機臂的載荷工況
4.計算結果
圖3 挖掘機機臂的總體變形云圖
圖4 挖掘機機臂的等效應力云圖
圖5 挖掘機機臂的安全系數云圖
圖6 挖掘機機臂的接觸壓力云圖
圖7 挖掘機機臂的壽命云圖
圖8 1E4次循環后的損傷云圖
展開 汽輪機轉子蠕變_疲勞耦合壽命精細分析與傳統方法的比較
汽輪機轉子蠕變_疲勞耦合壽命精細分析與傳統方法的比較<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-09-30 15:12:52被誠摯評為3星級，為發貼者加分60。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>
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展開 壓氣機葉片疲勞可靠度及壽命的預測方法
壓氣機葉片疲勞可靠度及壽命的預測方法
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強度丨南航：航空發動機和燃氣輪機熱端部件的熱腐蝕-疲勞性能與壽命預測方法研究進展
艦載機航空發動機和燃氣輪機熱端部件在服役過程中的環境條件異常苛刻，除發動機/燃氣輪機熱端零部件所承受的高溫、高壓、高轉速等載荷環境外，還承受海洋高鹽霧、高濕度等腐蝕環境的影響。渦輪轉子部件是艦載機航空發動機/燃氣輪機中服役環境最惡劣的部件，不僅要在高溫（600～1300℃）條件下承受巨大的交變載荷，高溫燃氣和海洋大氣中的熱腐蝕也會加劇其損傷程度，渦輪轉子部件因此成為故障率最高的工作部件之一。
如圖1所示，渦輪葉片因在燃氣-海洋大氣耦合環境中，在高溫、高轉速載荷下發生的熱腐蝕-疲勞失效[1,2,3,4,5,6]。相比于單一機械載荷作用下的疲勞失效，航空發動機和燃氣輪機熱端部件熱腐蝕-疲勞失效機理更為復雜，對熱腐蝕-疲勞壽命預測難度更大。目前，國內外對航空發動機和燃氣輪機熱端部件熱腐蝕-疲勞失效機理有了初步的認識，針對熱端部件材料開展了熱腐蝕機理研究、熱腐蝕-疲勞失效機理研究以及熱腐蝕-疲勞壽命預測，并取得了初步的成果。本文針對過去20年在航空發動機和燃機輪機熱端部件熱腐蝕-疲勞的研究進展進行梳理和總結歸納，以期促進燃氣-海洋環境耦合作用下航空發動機和燃氣輪機熱端部件結構完整性評定方法的發展，提高航空發動機和燃氣輪機的安全性和可靠性。
展開 
內燃機主軸承座的強度分析
作者利用ABAQUS軟件對內燃機主軸承座進行強度分析，用大量的圖例說明其計算結果，并得出了相應的結論。其中涉及的零件有缸體、框架、主軸承座螺栓、框架螺栓、軸瓦和曲軸軸頸，涉及的工況包括螺栓裝配載荷工況、軸瓦裝配載荷工況和動軸瓦載荷工況，有一定的實際意義。
一、序言
為了保證發動機主軸承座設計的可靠性，需要對主軸承座進行強度分析。主軸承座的計算模型由兩缸中間截面之間的部分組成，具體的零件有缸體、框架、主軸承座螺栓、框架螺栓、軸瓦和曲軸軸頸，如圖1所示。
圖1 整體坐標系
二、有限元模型的建立
1.整體坐標系的定義
整體坐標系，即采用右手法則的直角坐標系，如上文中圖1所示。坐標系的中心在曲軸的中心，X軸的方向與曲軸同向，Y軸在發動機的側向，Z軸與氣缸同向。
2.主軸承座有限元模型
主軸承座有限元模型的建立采用前處理軟件HyperMesh和Patran完成，再用ABAQUS軟件進行求解。所用單元均為二階的10節點四面體單元，如表1所示。
表 1 各零件單元數和節點數
表1為汽車發動機主軸承座所需的零件、單元數（二階四面體）和節點數。
3.材料數據
各零件的材料數據，如表2所示。
表2 各零件的材料數據
三、邊界條件和載荷
本文對發動機的3個載荷工況進行了計算和分析，即螺栓裝配載荷工況、軸瓦裝配載荷工況和動軸瓦載荷工況。
1.通用邊界條件的處理
如圖2所示，在兩對稱面A、B上施加對稱邊界條件，即所有節點X＝0。
圖2 對稱邊界條件
2.螺栓裝配載荷工況
零件：框架、缸體、主軸承座螺栓和框架螺栓。
具體的邊界條件，如圖3所示。
展開 風力發電機的模態分析
本案例用SIMSOLID對風力發電機進行了快速的模態分析。
模型如下圖所示，底部固支：
在analysi下拉選項中選擇Modal進行模態分析，如下圖所示：
設定分析的模態數量為10，計算所得前10階固有頻率如下圖所示：
其中前三階模態如下：
一階模態
二階模態
三階模態
通過SIMSOLID，可以方便的播放模態動畫。
展開 汽輪發電機組軸承振動的分析
汽輪發電機組振動過大時可能引起的危害和嚴重后果如下：
1）機組部件連接處松動，地腳螺絲松動、斷裂；
2）機座（臺板）二次澆灌體松動，基礎產生裂縫；
3）汽輪機葉片應力過高而疲勞折斷；
4）危機保安器發生誤動作；
5）通流部分的軸封裝置發生摩擦或磨損，嚴重時可能因此一起主軸的彎曲；
6）滑銷磨損，滑銷嚴重磨損時，還會影響機組的正常熱膨脹，從而進一步引起更嚴重的事故；
7）軸瓦烏金破裂，緊固螺釘松脫、斷裂；
8）發電機轉子護環松弛磨損，芯環破損，電氣絕緣磨破，一直造成接地或短路；
9）勵磁機整流子及其碳刷磨損加劇等；
從以上幾點可以看出，振動直接威脅著機組的安全運行。因此，在機組一旦出現振動時，就應及時找出引起振動的原因，并予以消除，決不允許在強烈振動的情況下讓機組繼續運行。
汽輪發電機組的振動是一個比較復雜的問題。造成振動的原因很多，但是我們只要能抓住矛盾的特殊性，即抓住振動時表現出來的不同特點，加以分析判斷，就有可能找出振動的內在原因并予以解決。
1、勵磁電流試驗
試驗目的在于判斷振動是否由電氣方面的原因引起的，以及是由電氣方面的哪些原因引起的。
如加上勵磁電流后機組發生振動，斷開勵磁電流振動消失。則可肯定振動是有電氣方面的原因造成的，此時可繼續進行勵磁電流試驗。通過勵磁電流試驗得出如下兩種結果：
1）隨著勵磁電流的增加，振動數值跟著加大，此種情況表明，振動是由于磁場不平衡引起的。造成磁場不平衡的原因有：發電機轉子線圈短路；發電機轉子和靜子間空氣間隙不均勻等；
2）磁場電流增加時振動不立即增大，而是隨著磁場電流增加在一定的時間內成階梯狀的增大，在勵磁電流增大時尤為顯著。這表明振動和轉子在熱狀態下的質量不均衡有關。
2、轉速試驗
試驗目的在于判斷振動和轉子質量不平衡的關系，同時可找出轉子的臨界轉速和工作轉速接近的程度。
試驗一般在啟動（或停機）過程中進行。
展開 基于workbench2020發電機的模型態分析 ￥5
基于workbench2020發電機的模型態分析
邊界條件
模態分析結果
附件包括workbench文件1.wbpj文件。
大型水輪發電機定子股線導熱的數值分析
該文給出了直角坐標系下大型水輪發電機求解域內三
維穩態熱傳導方程及其等價變分方程。采用三維等參元法
計算了大型水輪發電機定子溫度場,給出了取不同氣隙散熱
系數方法時考慮股線絕緣和不考慮股線絕緣影響定子銅溫
沿徑向分布曲線及溫度變化場圖,并采用數值模擬方法分析
了絕緣材料的導熱系數對電機定子溫度場的影響。
大型水輪發電機定子股線導熱的數值分析.pdf
SWT海上風力發電機建模分析_論文精讀
海上風力發電機建模分析_論文精讀
海上風機swt.zip
隨著大型海上風電場的建設逐步由淺水海域向深水海域發展， 傳統固定式基礎結構已不能滿足海上風機工作性能要求， 研究漂浮式風機已成為各國開發海上風能的熱點工作。本帖分享兩個海上風機論文，具體見附件。
第一個期刊論文采用風機正向設計軟件SWT對海上張力腿浮式風機整體結構進行了模態分析，得到浮式風機整體結構的動態特性。由分析結果可知，浮式基礎的振動對上部塔架有連帶作用；浮式基礎低階振型主要表現為橫蕩、縱蕩、首搖、縱搖、橫搖和垂蕩，高階振型表現為振蕩、搖動和部件振動的復合；浮式風機自振頻率和主要海浪譜頻率以及風機葉片旋轉頻率不產生共振。
第二個為碩士論文，利用專門用于風機設計的軟件 SWT(SAMCEF for Wind Turbine)，建立了三種浮式風機的模型，支撐平臺為張力腿、Spar 和駁船，對三種平臺在三種水深（200
米、300 米和 400 米）、南海海況下進行了動力響應分析和對比。同時研究了風浪載荷、波浪入射角以及波浪周期對平臺運動的影響。得到若干結論，如：1）張力腿和 Spar 平臺平衡位置隨水深的增加而上升，而駁船平臺平衡位置隨水深增加而下降；張力腿和 Spar 平臺系泊纜預張力隨水深的增加而減小，而駁船平臺預張力隨水深增加而增大，系泊纜預張力垂向分量的增量等于平臺排水重量的增量。2）三種浮式風機在一年一遇工況下平臺的運動比 100 年一遇（停機）工況下小，說明波浪載荷對三種平臺運動的影響較大；三種浮式風機的位移、偏轉角、平臺應力和系泊纜張力都在允許范圍之內，浮式風機能安全地進行工作。3）在風速一定的條件下，波高越大，平臺的運動一般也越大；波高一定時，在浮式風機正常工作的風速范圍內，風速增大對平臺運動的影響不是很大。
展開 MQ60港口門座起重機金屬結構有限元計算分析報告
MQ60港口門座起重機金屬結構有限元計算分析報告1.rar
MQ60港口門座起重機金屬結構有限元計算分析報告2.rar
【CAE案例】渦輪發電機主軸扭轉與葉片彎曲耦合振動分析
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研究背景
渦輪發電機組是以渦輪機驅動交流發電機運轉，使機械能轉變成電能和熱能的發電設備。
振動是渦輪發電機運行過程中值得特別關注的問題。由于本身的復雜結構，以及運行過程中的隨機性，渦輪發電機振動的成因也比較復雜：機組的設計、加工不當，部件本身的機械缺陷，機組的約束、受力都會引起振動。過大的振動會帶來危害，如加劇材料的疲勞破壞，加快旋轉部件的磨損，引起葉片疲勞破壞與斷裂。
案例分享 | 基于海克斯康技術的渦輪增壓風力發電機設計與分析
圖 4：Adams 中的行星齒輪設計
圖 5：Adams 中的動態載荷分析
作為 FEED 過程的一部分，需要考慮渦輪機的所有主要方面。使用 Adams AdWiMo，可以考慮渦輪機設計的每個主要方面，包括塔架、葉片、輪轂、主機架、變速箱殼體、軸承、傳動裝置、控制裝置、空氣動力和離心力，科氏加速度、陀螺效應、力矩、點載荷、重力、熱載荷和來自第三方的波浪載荷。AdWiMo 是Adams 的風力渦輪機插件，能夠組裝完整的風力渦輪機，并對其進行參數化，可以模擬單個或多個風場。Adams 是使用最廣泛的多體動力學仿真軟件，具有與 CAD、有限元軟件和第三方產品的眾多接口。這使得 Adams 和 AdWiMo 成為企業工程流程的理想平臺。AdWiMo 用戶也可以訪問 Adams 的所有功能（圖 6）。
圖 6：用于系統級分析的 AdWiMo 工具包
對于線性 FEA 結構仿真，MSC Nastran 為 H2O 渦輪機提供復雜的多學科結構分析解決方案，包括振動和轉子動力學在內的靜態、動態和熱仿真方案。在非線性方面，Marc求解器能夠在全局和局部進行復雜的非線性分析，包括極端非線性事件和接觸。例如，渦輪機在典型的“UK 風”作用下（圖 7），需要評估全局塑性坍塌。
圖 7：渦輪葉片的典型應力分析
（來自韓國航空航天大學）
DOCAN 還使用海克斯康的 CAEfatigue 分析低周和高周疲勞問題（例如葉片顫振和渦振），以確保設計滿足所需的使用壽命。CAEfatigue 擅長計算渦輪機由于風不可預測性引起的隨機輸入和輸出。
“非常需要發明和創新，尤其是在氣候變化和寶貴的地球資源枯竭的情況下。
展開 大型水輪發電機組轉子動力學特性分析
機組的軸系穩定性和動力特性是機組安全運行的重要指標，不僅直接影響機組的運行品質，同時也影響機組的使用壽命。本文以萬家寨水輪機組為例，應用轉子動力學計算軟件ARMD對機組軸系的臨界轉速進行分析計算，并預估了機組在不同工況下水力激勵力作用下的上導、轉子中心、水導和轉輪中心等處的擺度響應。計算結果與機組軸系振動實測和模態實測結果進行了比較。比較客觀地分析了機組軸系的運行穩定性
大型水輪發電機組轉子動力學特性分析.pdf
基于ansys有限元原理的發電機組機架動力學分析
基于ansys有限元原理分析發電機組機架動力特性，包括模態分析和響應分析，具體的分析方法和過程，可以給予報酬，有的話給我留言，我會把詳細參數發給你。
