苏豪开题简析.doc

毕业设计(论文)开题报告 题目：大型旋转电机转子支架的有限元分析及计算 课 题 类 别： 设计 □ 论文　 学 生 姓 名： 苏豪 学 号： 201279250105 班 级： 机电1201班 专业（全称）： 机械制造及其自动化 指 导 教 师： 何建军 2016 年 3 月 一、本课题设计（研究）的目的： 现代社会，人类的生产劳动离不开各种各样的旋转电机，这些旋转电机，更是应用到各行各业的各个领域。工业生产部门与建筑业、交通运输、医疗办公设备与家用电器、航空航天国防以及其他领域都有涉及。转子支架作为连接转轴和磁轭成一体的中间部件[1]，一方面是为了固定铁心与转轴，达到增加转子强度的目的；另一方面在机组的运行中，还能够起到传递转矩的作用。由此可见，对于大型旋转电机的转动部分而言，支架的重要性不言而喻。一直以来，在转子支架的应力特性分析问题上，人们做了大量的研究。 以支架的承载方面为例，由文献可知，发电机在运行中支架的受力情况非常复杂，除静载荷和动载荷的作用以外，重力与离心力载荷的影响也不容忽视若支架的强度不足，则在各种载荷的综合作用下，势必会导致结构受 力不均、变形量过大、甚至产生裂纹等问题[]。转子支架结构设计的合理与机组的安全运行及维护和产品的造价有很大的关系。ANSYS是一种应用广泛的通用有限元工程分析软件。ANSYS 软件含有多种分析能力，包括简单线性静态分析和复杂非线性动态分析。可用来求结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题的解答。它包含了预处理、解题程序以及后处理和优化等模块，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具。ANSYS对转子支架进行有限元的静力分析1) 针对发电机重要受力部件的有限元计算[10]。还能对已安装但是有问题的电站进行分析，并可根据相关的计算报告来进行下一步的处理。 （2) 磁场分析3) 热力学分析5mm 上下，故为了提高冷却效率、降低风阻，需要对通风冷却（过程或环节）进行严格的热力学计算。通过数值分析并形成报告，可对整个的冷却循环系统进行考核，是目前各大主机厂的通行手段。如果没有进行评估出现失误，那么在投产后通风有问题，将很难解决。4）流体分析,如果由于某种原因突然甩负荷,而此时刚好调速器系统失灵,导水机构事故关闭装置也发生故障,不能关闭导叶,这时机组的转速成将急骤上升,直到与随转速上升而增加的损失相平衡为止）下的各部件应力与变形年，俄国人R·施特克尔等发明了一种转子支架用于用于连接电机的多件式转子支架的部件[3]09年，西门子公司发明了一种转子，具有绕组支架，其被抗扭地布设于转子轴上,因而能在相对于转子轴线而言的中间部段,包围转子轴，对转子整体结构强度有了显著提升[]。 国内。2009年中国人民解放军军事交通学院的张学玲、唐毅等对发电机转子支架结构进行了有限元的优化设计。通过对结构静态分析及动态分析，比较了原转子支架结构与提出的另外三种修改转子支架结构（修改方案1：加大筋板厚度；修改方案2：在1的基础上，两边加上环板；修改方案3：改变结构形状，增加平行于端面的筋板）。由分析得，在额定工况（旋转频率为93.75/60=1.56Hz）与飞逸工况（旋转频313/60=5.2Hz）下，修改方案1对转子结构应力及变形无改善，原因是筋板加厚其质量也增加，转动时离心力也增加。修改方案2在飞逸工况下对结构静刚度有一定改善，但正常额定工况下改善不明显，甚至变形有所增加。修改方案3无论最大应力还是变形都有大幅减小，说明增加平行于端面的筋板结构最好[]。2010年哈尔滨大学的庞立军对水轮发电机转子支架热打键过盈量的确定进行了研究。其选取整个有限元模型的1/8进行分析，转子支架采用shell单元，磁轭磁极采用solid单元,支架立筋采用beam单元,在转子支架与磁轭之间采用gap间隙单元连接, gap单元的过盈量为磁轭热打键紧量D=0.36mm。采用couple对偶约束来满足剖分边界的周期对称条件,在轮[6]。2011年，天津大学的张磊等对鑫陇电站灯泡式发电机组的转子支架运用有限元理论进行了分析研究。得出如下结论：(1) 把有限元技术运用于水轮发电机产品主要结构件的力学计算，把传统的经验公式计算转换为更加直观、更加接近实际工况的有限元分析方法，不仅提高了计算效率，更使得产品的修改更加方便。通过分析，三种转子支架结构在飞逸工况下的应力和变形都明显高于其它工况，因此 (2) 通过分析，腹板式转子支架结构简单，但只适合运用于小型机组；斜筋式新型转子支架，额定运行工况良好，但