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汽轮机强度设计 题目：15MW补汽凝汽式汽轮机Q3009Z-JS4 第2级叶片强度核算 学 员 姓 名： 柴大鹏 岗 位 名 称：中国长江动力公司（集团）热加工工艺部 类 别: 注册 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc295905801目 录 PAGEREF _Toc295905801 \h 2 HYPERLINK \l _Toc295905802第一章 课程设计任务 PAGEREF _Toc295905802 \h 3 HYPERLINK \l _Toc295905803一、 设计内容 PAGEREF _Toc295905803 \h 3 HYPERLINK \l _Toc295905804二、 已知技术条件和参数 PAGEREF _Toc295905804 \h 3 HYPERLINK \l _Toc295905805三、 提交文件 PAGEREF _Toc295905805 \h 3 HYPERLINK \l _Toc295905806四、 设计要求 PAGEREF _Toc295905806 \h 3 HYPERLINK \l _Toc295905807第二章 概述 PAGEREF _Toc295905807 \h 4 HYPERLINK \l _Toc295905808第三章 长叶片的选型与校核 PAGEREF _Toc295905808 \h 5 HYPERLINK \l _Toc295905809一、 建立长叶片的蒸汽流动方程式，选择叶型 PAGEREF _Toc295905809 \h 5 HYPERLINK \l _Toc295905810二、 核算长扭叶片的离心拉应力 PAGEREF _Toc295905810 \h 8 HYPERLINK \l _Toc295905811三、 核算蒸汽对长叶片的弯曲应力 PAGEREF _Toc295905811 \h 10 HYPERLINK \l _Toc295905812四、 叶片强度核算 PAGEREF _Toc295905812 \h 12 HYPERLINK \l _Toc295905813五、 利用高斯法确定叶片的几何特性：静矩、重心坐标和惯性矩。 PAGEREF _Toc295905813 \h 13 HYPERLINK \l _Toc295905814第四章 总结 PAGEREF _Toc295905814 \h 19 HYPERLINK \l _Toc295905815参考文献 PAGEREF _Toc295905815 \h 20 第一章 课程设计任务 设计内容 建立叶片中的蒸汽流动方程，选择叶型； 核算叶片的离心拉应力； 核算蒸汽对叶片的弯曲应力； 核算离心力对叶片的弯曲应力(本课程设计中此项忽略)； 利用高斯法或梯形法确定叶片的几何特性：静矩、重心坐标； 设计叶根形状并进行强度校核。 已知技术条件和参数 15MW； 转速3000r/min； 主汽压力：1.1MPa；主蒸汽温度：390℃； 叶片长度74mm（参考值）； 其他参数由热力设计提供。 递交文件 绘制设计叶片高度各段的速度三角形。 设计、计算说明书一册。 详细的设计过程、思路说明。 设计说明 所学专业为材料成型及控制工程，非强度设计岗位，采用简化方式完成课程设计，包括核算额定转速、额定工况、不考虑围带/拉金的影响，叶片结构几何特性参数通过CAD选取，附截图。 课程设计以电子版形式发至hust_wk@hust.edu.cn。 第二章 概述 汽轮机各零件一般都在相当高的压力下工作，有些零部件的条件很恶劣，受力条件也很复杂。 强度的核算一般包括零件应力计算，零件材料及其作用应力的选取和零件应力安全性校核。 叶片工作时，作用在叶片的力主要有两种：一是汽轮机高度旋转时叶片自身质量和围带，拉金质量引起的离心力；二是气流流过叶片产生的汽流作用力。离心力在叶片中产生拉应力，若偏心拉伸还会引起弯应力。汽流的作用力是随时间变化的，其稳定的平均值分量在叶片中产生静弯曲应力，而改变的分量则引起叶片的振动应力。离心力的汽流力还可能引起扭转应力，叶片受热部均会引起热应力，这两种应力一般都较小。 核算叶片静应力即核算离心力各汽流力平均值分量产生的合成应力，此时叶片弯曲应的计算应选择汽流力最大的工况，而离心力一般按额定转速计算。 目前，动应力强度的核算趋势是校核动力静应力、结合起来的复合疲劳强度。进行不调频叶片的许用安全倍率校核，调频叶片除了调开危险的的共振频率外，还应该核算安全倍率。 叶根部分与叶片一样受离心力和气流力，轮缘部分承受叶片的离心力和轮缘本身的