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合作用,并对计算结果进行了分析,讨论了该机组的轴系扭振安全性,为机组的安
全运行提供了理论依据。文献【29】认为以最大扭应力作为轴系扭振的评估指标时存
在着一定局限性,从计算方法、影响因素、评估标准三个方面讨论了以轴系疲劳损
耗作为评估指标的合理性。
以上研究反应了我国在轴系扭振建模、响应计算、扭转疲劳寿命估算以及评估
轴系安全性方面取得的重要成果。由于轴系疲劳寿命损耗是累积的,不仅与扰动类
型、地点、时序等因素有关,而且还与扰动发生的频率有关,涉及到的问题很复杂,
对于严重扰动下机组轴系扭振的允许标准,目前主要采用的仍然是德国KWU公司
针对国外多种型号机组进行分析研究后得出的疲劳损耗许可范围。而对国产机组,
还没有形成具有针对性的、规范的考核准则,这也是目前机组轴系扭振研究中急需
解决的问题。
1.3本文的主要研究内容
(1)轴系建模及其响应的计算。本文将总结以往轴系建模的经验,详细分析轴
系建模的准则,提出一套规范的轴系分段建模准则及扭转刚度、转动惯量的计算方
法。并采用改进的Riccati传递矩阵法对轴系的固有特性进行计算,然后采用有限元
法验证其精确性。
(2)研究轴系设计参数如抗拉强度极限crb、相邻两轴段的直径JD和d及其过渡
部分的圆弧半径,.、内孔直径h、对S.N曲线的影响,得到轴系结构对疲劳寿命损
耗量的影响程度,提出增强轴系对抗风险能力的措施。
(3)轴系疲劳寿命损耗研究。深入分析现有雨流计数法存在的问题,建立适合
转子应力循环统计的方法;提出轴系各部件材料的S.N曲线估算模型,并考虑平均
扭应力、高周疲劳对S.N曲线的影响,从理论上得到影响因子方程,并用有限元软
件对该方程进行验证;建立考虑加载顺序和统计分散性的疲劳累积损伤理论,得到
不同的加载方式对疲劳破坏阈值的变化,使得对轴系的剩余寿命预测更加准确。
(4)提出适合汽轮发电机组轴系扭振的强度校核方法,并分析在具有疲劳损伤
的情况下,轴系危险元件极限扭应力(许用扭应力)的变化。.
(5)深入分析各故障下轴系响应的特性,对具体故障提出一次冲击疲劳损耗的
安全范围,并对危险元件的风险值进行了预测,为安全性评估提供可靠的依据。通
过以上各方面的研究,使得对轴系扭振危害程度的评估更加准确,建立起了一整套
扭振安全分析的计算流程,为机组的安全运行提供可靠的保障。
(6)结合某电厂汽轮发电机组低压轴段磨损事故对其进行扭转强度校核,并分析其故障Ii{f后扭转强度极限的变化;以某电厂两相短路为例,分析其危险截面的应