弯曲残余应力对转子蠕变性能的影响研究.pdfVIP

学兔兔 第5O卷第 18期 机 械 工 程 学 报 Vb1．50 NO．18 2014 年 9月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Sep． 2014 DoI：1O．3901／JM E．2014．18．162 弯曲残余应力对转子蠕变性能的影响研究 孙燕平 庞春风 (华北电力科学研究院有限责任公司 北京 100045) 摘要：针对某 600Mw 火力发电机组高中压合缸汽轮机转子的中部弯曲进行分析，认为高温蠕变和残余应力的耦合作用是导 致转子发生塑性永久变形的主要原因。首先按照转子结构图利用有限元软件ANSYS建立精细化的三维实体模型，并进行温 度场和应力场的有限元分析。在此基础上对高中压转子进行热．固耦合分析，通过对转子材料蠕变试验数据进行处理，得到 Norton蠕变模型参数，并在ANSYS中对转子的高温蠕变和残余应力进行有限元仿真。研究表明，单纯的高温蠕变不足以引 起转子在启动过程中发生弯曲，耦合残余应力的作用后该高中压转子会在很短时间内发生弯 曲值超标，选取 Norton三参数 模型和残余应力生成方法比较有效。该研究对高中压合缸转子中部弯曲原因分析具有借鉴和指导作用。 关键词：转子弯 曲；高温蠕变；残余应力；ANSYS 中图分类号：TK262 ResearchonRotorCreepPropertiesunderBendingResidualStress SUN Yanping PANG Chunfeng (NorthChinaElectricPowerResearchInstituteCo．，Ltd．，Beijing100045) Abstract：Centralbendinganalysisofa600MW thermalpowergeneratingunit’SHP-IPcombinedcasingrotorisconductedandit concludesthathightemperaturecreepnadresidualstressisthemainreasonleadingtopemr anentplasticdefomr ation．First，mcy buildthefinethree—dimensionalsolidmodelwiththeFEA softwareANSYSaccordingtotherotorstructure．Itcarriesoutfinite elementanalysisoftemperaturefieldandstressfield．Onthisbasis，heat—solidcouplinganalysisisproceed，by dealingwiththe experimentdata，theygethteparametersofNortoncreepmodelandimplementfiniteelementanalysisofhightemperaturecreepand residualstressinANSYS．Theresearchshow thatsimplyhightemperautrecreepisnotsufficienttocausetherotorbendingduring start-upprocess，butrotorbendingwillhappeninshorttimeifcoupledwiththeresidualsrtess．UsingNortonhtree—parametermodel nadgeneratingresidualsrtessmethodareprovedmoreeffectively．Theconclusiondrawncanbereferencedandguidedforanalysing hteHP—IPcombinedcasingrotor’Scenrtalbending． Keywords：rotorbending；hightemperaturecreep；residualstre