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汽轮发电机组转子作为一种长期连续高速旋转的大型精密设备,在某些情况下可能出现各种故障,而程度不同的故障均有可能引起振动.异常振动对安全生产构成了严重隐患,并已造成一些严重的设备事故.据报道,到目前为止,国内外仅由扭振引起的轴系损伤事故已超过30余次.随着国内外多起轴系扭振事故的发生,轴系扭振问题已引起广泛关注和重视.目前国内外已对轴系扭振特性、电力系统扰动引起的轴系扭振响应、扭振监测保护及疲劳寿命等方面进行了广泛的研究.目前中国电力系统正处于发展大机组和大电网的关键时期,二者的相互影响和协调是直接影响大电网与大机组可靠性的重要问题.鉴于国内的实际水平,汽轮发电机组轴系扭振的研究工作还需要进一步推进.该文对轴系扭振的机理进行了系统的分析,并提出了可行的用于扭振研究的轴系模型和分析方法.轴系建模是进行轴系扭振分析的基础,其精确性和简单实用性将大大提高研究效率和研究结果的可信度.目前有两种用于扭振分析的轴系模型:分布质量模型和集中质量模型.该文分别建立了相应的数学模型,并且研究了汽轮发电机组轴系特殊结构的模化方法.同时该文还编写了实用的科学计算程序,计算了某型300MW汽轮发电机组转子和试验台转子的扭振特性.为了保证计算结果的准确性,特别考虑了除奇异点的问题.在扭转振动中,若激振力频率和轴系的扭振自振频率相近或重合,就会产生共振,此时,扭转振动的振幅将大大增加,因而剪应力也将大大增加,由此将造成轴系的疲劳损伤等严重的后果.因此,汽轮机部件的强度计算是汽轮机安全性设计和校核的主要内容之一.该文重点研究了汽轮发电机组转子在受到扭矩作用时产生的剪切应力与应变;计算了某型300MW汽轮发电机组模拟试验台转子在扭振条件下的最大剪应力及应力变化趋势.轴系本身结构的合理设计或结构参数重新调整从而避开共振,是防止和减小扭振的重要措施之一.该文以某型300MW汽轮发电机组试验台转子为例,分析了其各阶扭振频率针对局部结构的刚度和转动惯量改变时的敏感度,归纳了轴系扭振固有频率对局部结构变化的敏感性的一般规律,为有效的调频工作提供参考.