基于ANSYS平台轴流式水轮机应力应变分析 毕业设计.docVIP

毕业设计（论文） 题 目轴流式水轮机结构设计 及导叶应力分析 专 业 热能与动力工程 班 级 动094 班 学 生 指导教师 教 授 2013 年 摘 要 本次设计主要是通过查阅相关设计手册，对型号为ZZ600-LH-300的水轮机进行结构设计和对导叶进行应力应变分析,并且对带裂纹的导叶进行了应力应变分析。首先对水轮机总体结构作出设计，其次完成了导水机构装配情况的设计及其传动系统设计，另外，结合电站的具体情况以及我国制造业发展现状，还对水轮机部分零部件，例如主轴，导叶，控制环，导叶臂等零件作了设计。通过使用CAD绘图，本次设计过程更加便捷，设计成果更加精确。 本次设计的应力应变分析是通过ANSYS平台软件进行的，其中包括用NX.UG软件建模，用ANSYS ICEM CFD软件对导叶流场进行网格划分，用CFX软件进行流场数值计算，用ANSYS软件进行模态分析和静力分析。 关键字：水轮机，结构设计，数值分析，模态分析，应力分析 ABSTRACT According to consulting the design book and referring the built up station,the present paper is to design the structure of Kaplan turbine ZZ600-LH-300 and make analysis of stress and strain, firstly make the design of the architectural structure,the guide vanes machanism assembly and the system of the way to drive the guide vanes.Besides,considering the situation of the power station and now the development of the manufactory at home,we have designed some of the parts in details such as the principal axis,the guide vanes,the discharged ring,the arms of the guide vanes.Using the CAD,the process of design is more convenient and the result is more accurate. This design made analysis of stress and strain on the guide vane of the models through the ANSYS platform software, including using NX.UG software modeling, meshing the flow field of the guide vane through ANSYS ICEM CFD software, CFX software is used to numerical calculation, modal analysis and static analysis is done through ANSYS software. KEY WORDS: hydroturbine, architectural design , numerical analysis, modal analysis, stress analysis 目 录 1 前言 1 1.1 概述 1 1．2 设计内容 2 1.3 原始资料 2 2 水轮机总体结构设计 3 2.1绘制轴面流道图 3 2.2 座环设计 5 2.3活动导叶及导水机构装置零件 7 2.3.1 活动导叶翼型 7 2.3.2 导叶结构系列尺寸和轴颈选择 8 2.3.3 导叶的密封结构 9 2.3.4 导叶轴颈密封 10 2.3.5 导叶套筒 12 2.3.6 导叶轴套 13 2.3.7 导叶臂 15 2.3.8 导水机构装配尺寸 17 2.3.9 导叶传动机构 18 2.3.10 连接板 19 2.3.11 套筒 20 2.3.12叉头销 20 2.3.13 叉头 22 2.3.14 连接螺杆 23 2.3.15 剪断销 24 2.3.16分半键 25 2.3.17端盖 26 2.4 控制环 2