汽轮发电机定子机座振动模态分析与试验研究_林雪妹.docVIP

——————————————————————————————————————————————— 汽轮发电机定子机座振动模态分析与试验研究_林雪妹 制造业信息化 MANUFACTURINGINFORMATIZATION 仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP 汽轮发电机定子机座振动模态分析与试验研究 林雪妹1，童水光1，李坤1，王寅华2 （1.浙江大学能源工程学系，杭州310027；2.杭州杭发发电设备有限公司，杭州310021） 摘针对某型号3MW余热汽轮发电机组的定子共振问题，基于NX平台完成了定子机座的固有频率和相应各阶要： 模态振型的数值计算研究，并通过锤击激振法对样机定子机座进行模态测试；数值计算结果与试验数据的对比分析表明：试验结果与理论分析值吻合程度良好，验证了该样机模型的有效性和有限元模态分析结果的可靠性。 关键词：汽轮发电机；有限元分析；模态分析；模态试验 中图分类号：TM311文献标识码：A文章编号：1002－2333（2010）06－0042－02 LIKun1, WANGYin-hua2 ResearchontheVibrationModalAnalysisandExperimentfortheFrameofTurbo-Generator LINXue-mei1,TONGShui-guang1, （1.DepartmentofEnergyEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China;2.HangzhouGeneratingEquipment Company,Hangzhou310021,China） Abstract：Toaimattheproblemofa3MWturbo-generator’sstatorresonance,amodalsimulationhasbeendonetoanalyzethestatorframeonNXplatform,soastogetnaturalfrequencyandcorrespondingmodesofvibrationofdifferentorders.Thehammerexcitationmethodhasbeenusedtotestthestatorframe,andgottheresponsespectrumsoftheframe,whichwereinwellagreementwiththeresultsofthesimulation.Thevalidityofthefiniteelementmodelandfinitemodalanalysiswereverified. Keywords：turbo-generator;finiteelementanalysis;modalanalysis;modalexperiment 汽轮发电机是火力发电的关键设备，据统计汽轮发电机组重大事故中70%是出自机械方面的原因，而且主要与振动问题有关［1］。定子系统的振动特性研究是汽轮发电机组研制的关键工作之一，直接关系到整个机组的安定子系统包括机座、端盖、端罩和铁全稳定运行［2］。通常， 芯等，为预防共振现象，必须尽可能精确确定电机定子系统各部分的固有振动频率［3］。 本文以某型号3MW余热汽轮发电机的定子机座（以下简称“机座”）为研究对象，基于NXUG平台建立了机座有限元分析（finiteelementanalysis，FEA）模型，完成了对机座的固有频率和振型的模态分析，得到了机座的固有频率及其对应各阶振型之间的关系。通过对样机机座进行模态试验，其结果与数值分析的结果吻合，验证该模型的有效性。1 模态分析理论 在结构力学中，振动系统特性可以用模态来描述［4］。表征模态的特征参数是振动系统的模态频率、向量、质量、刚度、阻尼等。 通常，线性定常n自由度振动系统，其运动方程为［6］：觶咬［M］｛x（t）｝+［C］｛x（t）｝+［K］｛x（t）｝=｛（ft）｝（1） 式中：［M］、［C］、［K］分别为振动系统的质量、阻尼、刚度觶咬矩阵；｛x（t）｝、｛x（t）｝、｛x（t）｝分别为系统的n维加速度、速度、位移向量；｛（ft）｝为激振力向量。 基金项目：浙江省科技厅重大专项项目（2009C11060） !!!!!!!!!!!!!!!! 2 （s［M］＋s［C］＋［K］）｛X（s）｝=｛F（s）｝（2） 式中：X（s）、F（s）分别为x（t）和（ft）的拉普拉斯变换；s=β+