【摘 要】
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电力在生产和生活中的应用非常广泛,起着非常重要的作用。到目前为止,我国的发电形式越来越多样化,但是最主要的形式依然是火力发电。然而某燃气厂发现其30 MW燃气轮发电机极掌极靴螺钉发生断裂现象。螺钉联接在发电机中的使用量非常大,也是非常重要的元件之一,螺钉对各个部件之间的联接和密封等方面起着非常重要的作用。但是,高强度螺钉的预紧力和两部件之间的关系如何,怎样发挥高强度螺钉的作用力,进而保证发电机的正
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电力在生产和生活中的应用非常广泛,起着非常重要的作用。到目前为止,我国的发电形式越来越多样化,但是最主要的形式依然是火力发电。然而某燃气厂发现其30 MW燃气轮发电机极掌极靴螺钉发生断裂现象。螺钉联接在发电机中的使用量非常大,也是非常重要的元件之一,螺钉对各个部件之间的联接和密封等方面起着非常重要的作用。但是,高强度螺钉的预紧力和两部件之间的关系如何,怎样发挥高强度螺钉的作用力,进而保证发电机的正常运行等这些都是需要解决的问题。也就是说,研究高强度螺钉在各个部件之间的应力疲劳特性是首要任务。本文是以强度理论和断裂力学理论为基础,在此基础上,采用了理论计算和数值仿真等方法对主要高强度螺钉进行了研究和分析。并且主要是以兆瓦级燃气轮发电机转子极掌极靴处螺钉为研究对象,着重对应力、疲劳强度和相关影响因素进行了探究。文章主要的创新点和相关工作具体如下:(1)对螺钉的材料材质进行分析,分析其合金元素含量、屈服强度、延伸率、维氏硬度进行了试验分析,发现其螺钉材质为合金钢,螺钉强度等级为12.9级,通过合金元素含量发现其合金钢钢号为40CrNiMo,螺钉的屈服、抗拉强度、延伸率均满足要求。其维氏硬度在规定范围内。(2)采用传统的工程算法对燃气轮发电机转子螺钉进行了合理简化,解释了高强度螺钉的基本参数和发电机转子运行参数,计算得出螺钉预紧力的合理取值范围,通过对发电机极掌极靴螺钉拆卸扭矩的计算得出螺钉可能由于预紧力较小而发生松脱,导致螺钉头露出,造成螺钉剪断。并通过螺钉预紧力与位移及预紧力与寿命的关系图,主要研究了高强度螺钉作用发挥的影响因素,特别是预紧力距的影响作用。(3)建立燃气轮发电机转子螺钉有限元接触模型。文章中主要采用了ABAQUS与ANSYS nCode两种模型,进行了在不同的预紧力的条件下对高强度螺钉作用的各个指标的影响进行了实验和研究,最终总结出相关的实验结果和分析规律,并通过对数值之间的相互比较,得出最佳预紧力的取值范围。
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