微型燃气轮机的疲劳及寿命分析

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3.0 赵德峰 2024-11-19 4 4 2.98MB 85 页 15积分
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学校代码：10252
学 号：0426109
上海理工大学硕士学位论文
微型燃气轮机的疲劳
及寿命分析
姓 名 吴觉士
系 别 机械工程学院
专 业 机械制造及其自动化
研究方向 CAD/CAM/CAE
指导教师 仲梁维 教授
学位论文完成日期 2007 年2月
摘 要
目前，在国内机械设备的设计分析中，大多数仍采用传统的静强度校核方法，
这已不能满足生产实际的需要。近十几年来，疲劳分析理论得到了长足的发展，
在航空航天、船舶、桥梁以及汽车领域中，取得了瞩目的成果。
微型燃气轮机在未来电力工业中的地位犹如微机在计算机工业中的地位，在
国内外迅速发展。为了确保机组的安全运行，提高经济效益，有必要对燃气轮机
转子进行系统性研究。本篇论文研究的就是如何将疲劳分析理论应用到微型燃气
轮机上来，以提高其设计、制造的水平。
本文以某微型燃气轮机转子的疲劳分析为研究对象，论述了疲劳分析理论在
微型燃气轮机寿命分析的运用过程。论文中，首先分析了微型燃气轮机的载荷工
况，确定了微型燃气轮机转子有限元计算与疲劳分析的载荷谱；用通用有限元软
件对不同工况下的微型燃气轮机转子进行了静态有限元计算分析；在对燃气轮机
转子进行疲劳分析时，根据所查到的零件材料静态参数，采用 Muralidharan、Baumel
Jr.和Seeger 等人所提出的方法，计算得到材料的循环特性参数，从而得到了材料
的疲劳特性曲线；最后用疲劳寿命分析软件实现了微型燃气轮机转子零部件的疲
劳寿命的计算，得到转子零部件的疲劳寿命，完成了预期的研究工作目标。
运用现代疲劳分析方法分析燃气轮机的强度寿命问题是一个新的课题。在论
文中，通过对微型燃气轮机零部件疲劳强度的分析研究，将现代疲劳分析方法引
入到燃气轮机的设计与分析中，为燃气轮机的设计、制造提供了一种新的思路。
关键词：燃气轮机转子 疲劳 寿命 有限元
ABSTRACT
In the design and analysis of domestic machine, the traditional method for static
strength is still mostly used. In the last ten years, fatigue analysis theory has been
developing rapidly, and has already been widely applied to the aviation, spaceflight,
shipping, bridge and automobile fields, and has obtained remarkable achievements.
The position of micro gas turbine in future power industry is almost the same
important as PC’s status in the computer area. It develops greatly in the world. The rotor
of micro gas turbine should be researched systematically and completely, to ensure the
machine’s safety and improve its economic benefit. This paper focuses on how to apply
the fatigue analysis theory on micro gas turbine so as to improve its design and
manufacture.
This paper focuses on the fatigue analysis of one micro gas turbine , and describes
the application of fatigue analysis theory to it. This paper first analyzes the working
condition of micro gas turbine, and defined the finite element computation of micro gas
turbine and load-time history of fatigue analysis. Using FEA software, this paper makes
a static finite element analysis on micro gas turbine's parts and assembly under different
working condition. During the fatigue analysis on micro gas turbine, based on the static
datum of materials in references, using the methods developed by Muralidharan,
Baumel Jr. and Seeger, this paper gets the circulating characteristics of the materials and
the fatigue characteristic curve by calculating. At the end of this paper, using fatigue
software, the micro gas turbine's fatigue analysis is completed, and the life time of it is
also gained, which achieves the research objective.
It is a new project to analyze the micro gas turbine's strength life with modem
fatigue analysis method. In this paper, through analyzing and studying the micro gas
turbine's strength, the modern fatigue analysis method is applied to gas turbine, which
provides a new thought in its design and manufacture.
Key words: gas turbine’s rotor, fatigue, life, FEA
摘要：

学校代码：10252学号：0426109上海理工大学硕士学位论文微型燃气轮机的疲劳及寿命分析姓名吴觉士系别机械工程学院专业机械制造及其自动化研究方向CAD/CAM/CAE指导教师仲梁维教授学位论文完成日期2007年2月摘要目前，在国内机械设备的设计分析中，大多数仍采用传统的静强度校核方法，这已不能满足生产实际的需要。近十几年来，疲劳分析理论得到了长足的发展，在航空航天、船舶、桥梁以及汽车领域中，取得了瞩目的成果。微型燃气轮机在未来电力工业中的地位犹如微机在计算机工业中的地位，在国内外迅速发展。为了确保机组的安全运行，提高经济效益，有必要对燃气轮机转子进行系统性研究。本篇论文研究的就是如何将疲劳...

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