發電機機座疲勞分析的案例
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 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
H2O Turbines Ltd 是英國渦輪增壓風力發電機技術專家。該公司已經建造了一個創新的3KW家用渦輪機，該渦輪機使用專利技術將風能轉化為熱能和電能（圖 1）。該渦輪機足夠小，無需規劃許可即可安裝在后花園中，并將旋轉運動能量轉換為儲存的熱能。簡單來說，當風吹來時，渦輪機的頂部開始旋轉，旋轉軸進入渦輪機的底部進行運轉。渦輪機不使用電氣元件，在運行和發電過程中不燃燒碳，也不使用貴金屬。為了提供更多的清潔熱能，這項技術的升級及推廣計劃正在有序進行中。英國的 DOCAN 是一家先進的工程咨詢和 CAE 軟件分銷公司，一直為H2O Turbines 提供工程支持，支持原型開發和 FEED（前端工程設計）項目。他們一直使用海克斯康的軟件和技術支持這種創新的新型可再生能源系統的開發。
圖 1：渦輪系統的 3D CAD
海克斯康于 2018 年收購BRICSCAD，用于生成新型渦輪系統的 2D 和 3D 幾何并提供 3D 可視化。
將 MSC Apex 應用于幾何形狀處理，以便對葉片結構的不同配置進行快速的結構研究。通過中性面提取、網格劃分和運行分析，可在幾分鐘內完成固有頻率分析（圖 2 和 3）。這一部分對于設計很重要，避免在風載和運行下激發固有頻率。
圖 2：使用 MSC Apex 進行幾何清理
圖 3：固有頻率分析
事實上，H2O 渦輪機將風能轉化為機械能，然后再轉化為熱能。
為了將能量從渦輪機傳輸到加熱系統，將使用大型行星齒輪系統。
因此，不僅需要正確設計和確定齒輪組件的尺寸，還需要確定可以傳遞到加熱系統的機械能。
能量傳遞和系統動力學分析在Adams中完成（圖 4 和圖 5）。
展開 【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。
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
大型水輪發電機組轉子動力學特性分析
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。
ANSYS Workbench起重機疲勞分析 ￥29.9
</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/fea80513547b25095f6feb63e84147e2.png"></p><p>根據查詢得到結構鋼的<em>S-N</em>曲線（應力-壽命曲線）如下圖所示，<em>S-N</em>曲線是描述材料疲勞性能的重要工具，其展示了不同應力水平下材料可以收成的循環次數。然而，其受到多種因素的影響，其中包括加工工藝、殘余應力以及應力集中程度等。這些因素可能導致實際結構的疲勞強度低于理想狀態下的疲勞強度。因此，在進行疲勞分析時，通常需要對結構材料的<em>S-N</em>曲線進行疲勞強度折減。會引入一個小于1的疲勞強度因子。這個因子反映了材料在實際工作條件下的性能降低，確保了設計的安全性和可靠性。通過將交變應力乘以這個疲勞強度因子，可以得到一個修正后的應力值，用于更準確地預測材料的疲勞壽命。</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/8125eaa3f6e7a1c37c02c6e14c55f788.png"></p><p>除了疲勞強度因子外，平均應力也是影響疲勞壽命的一個重要因素。平均應力是指循環載荷中的平均分量，它可以是壓應力或拉應力。壓應力通常有助于提高材料的疲勞壽命，因為它有助于閉合微觀裂紋，從而減緩裂紋擴展速率。相反，拉應力可能會降低材料的疲勞壽命，因為它促進了裂紋的開放和擴展。為了更準確地預測材料的疲勞壽命，疲勞分析中通常采用平均應力修正理論來考慮平均應力的影響。其中Goodman理論、Soderberg理論和Gerber理論是最為常見的三種方法。這些理論通過不同的方式考慮平均應力對疲勞壽命的影響，提供了修正后的疲勞極限和壽命預測。
展開 論文精讀 雙饋式風力發電機齒輪箱的動態特性分析
論文精讀 雙饋式風力發電機齒輪箱的動態特性分析
利用風機仿真軟件（ＳＷＴ），對某１．５ＭＷ 雙饋式風力發電機齒輪箱的動態特性進行
了研究。應用梁單元和超單元建立了齒輪箱參數化模型，對其進行了模態分析，將得到的固有頻率與激勵頻率比較，確定不存在共振點；在考慮風剪切效應和塔影效應的基礎上，建立了風機整機全耦合模型，得到了正常發電和緊急停機工況條件下齒輪箱系統的動態響應、齒輪嚙合力和軸承受力情況。研究結果表明，風機齒輪箱的動態響應及動態載荷與其運行工況和外部風載荷密切相關，且各級齒輪的動態嚙合力與齒輪軸的轉矩有相同的變化趨勢；行星輪軸承所受載荷最大，更容易發生損壞。研究結果為風力發電機齒輪箱傳動系統的動態優化設計提供了理論依據。
雙饋式風力發電機齒輪箱的動態特性分析2016.pdf
展開 基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析
本論文將聯合仿真技術運用于風電機組的虛擬樣機模型建立中，從風電機組的空氣動力學理論、系統聯合仿真分析模型、整機性能分析、振動特性仿真分析進行了研究。
基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析3.rar
基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析1.rar
基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析2.rar
基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析
基于聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析.part1.rar
基于聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析.part2.rar
基于聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析.part3.rar
