排灌机械工程学报

作者：姚婷婷,郑源*

单位：河海大学能源与电气学院, 江苏 南京 210098

关键词：轴流式水轮机,顶盖,流固耦合,静应力,强度分析,模态分析

基金：国家自然科学基金重点资助项目(51339005);国家自然科学基金面上资助项目(51579080)

对某轴流式水轮机在不同工况下的顶盖进行了单向流固耦合计算,运用ANSYS Workbench平台计算得到各工况下顶盖过流面准确的水压力分布,将其作为顶盖下面板水压力载荷加载到顶盖上,得到各工况下顶盖的静应力分布及变形情况.通过对有、无预应力下的顶盖进行模态分析,得到顶盖在2种情况下的固有频率和振型.研究结果表明:在各种工况下,顶盖的最大静应力和最大位移随着水头的增大而增大,均出现在顶盖下面板无筋板支撑处;顶盖在有预应力下的各阶固有频率相对于无预应力下的有所提高,提高幅度在0.5%以内,可以忽略预应力的影响;将顶盖的固有频率与各水力激振力频率比较,两者频率值相差较大,发生共振的可能性较小.研究结果可为轴流式水轮机强度及振动的校核与预测提供依据,并对顶盖结构优化设计提供一定的参考.

来源：2020年第1期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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