风扇座材料性能汽轮发电机风扇座与转子本体是整体式结构,其材料性能与转子本体材料一致。载荷在超速工况下,风扇座本身的离心力最大,同时动叶片产生的离心力也最大,因此,将超速工况作为风扇座强度计算工况。在超速工况下,叶片总的离心力为4.45×106N,在风扇座内圆产生的均布载荷P为2.587MPa.旋转角速度ω为377rs-1。
边界约束风扇座两端直线,在Y方向上的位移等于零。风扇座有限元模型、载荷及边界约束。结果表明,3600rmin-1和3000rmin-1时,风扇座内腔上侧圆弧过渡处的最大应力分别为401.2MPa、349MPa.
风扇座在静态时应力为零,3000rmin-1时风扇座内腔上侧圆弧过渡处的最大应力分别为349MPa.也就说明在交变载荷作用下,其交变应力S为349MPa.风扇座低周疲劳参数。
转子风扇座低周疲劳参数部件材料弹性模量E/GPa疲劳应力系数A/GPa疲劳应变系数n疲劳强度系数Sf/GPa疲劳强度指数b疲劳韧性系数ef疲劳韧性指数C风扇座25Cr2Ni4MoV199.81.090.0909108-0.06730.8030-0.732根据上述方程和数据,可计算得风扇座低周疲劳寿命Nf为1.963×1010次。
转子风扇座强度及低周疲劳计算结果。可见,转子风扇座强度及低周疲劳寿命均符合设计要求。
项目数值设计要求结论最大应力/MPa401.2最大集中应力不超过材料屈服强度(σ0.2=660MPa)满足设计要求疲劳寿命/次1.963×1010大于3.0×104满足设计要求结论曲面通风、可调式风扇座是空冷发电机通风设计中关键部件。本文通过轴对称模型,校核了新型风扇座的强度,得出了其应力分布及最大应力集中点分布。采用ANSYS计算汽轮发电机转子风扇座的应力,克服了经典计算方法对复杂变化曲面应力计算的局限性,是较理想的模拟转子风扇座实际运行工况的精确计算方法,此计算方法对其他复杂零部件的设计计算分析具有一定的参考价值。