現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備：基于有限元法的發(fā)電機護環(huán)液壓脹形數(shù)值分析
2023-11-04【作 者】許詩怡;鄧忠林;劉春
【前 言】
護環(huán)是組成發(fā)電機的重要構(gòu)件之一，起到固定繞組端部徑向和軸向的作用[1]。護環(huán)在工作時高速旋轉(zhuǎn)，承受巨大的離心應(yīng)力及槽端線圈繞線對護環(huán)的迭加載荷。為避免因交變電流引起護環(huán)發(fā)熱脫落，護環(huán)材料采用奧氏體無磁鋼，所需要的超高力學(xué)性能只能采用冷變形強化方式達到[2-5]。
不少學(xué)者對發(fā)電機護環(huán)進行了相關(guān)研究。李玉坤等利用有限元法對汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子護環(huán)的應(yīng)力承受情況進行分析[6]；柳菲等對發(fā)電機轉(zhuǎn)子護環(huán)及中心環(huán)的應(yīng)力進行有限元分析和計算[7]；柴新華等利用有限元法模擬出工況下發(fā)電機護環(huán)的受力情況[8]。已有研究均未對護環(huán)高壓脹形時的應(yīng)力、應(yīng)變、位移等進行有限元分析，本文研究填補了這方面的空白。本文利用有限元法對護環(huán)的液壓脹形過程進行數(shù)值分析，模擬護環(huán)在高壓脹形時的應(yīng)力應(yīng)變情況。
【結(jié) 論】
本文通過對材料為 50Mn18Cr5 的發(fā)電機護環(huán)進行液壓脹形時的應(yīng)力應(yīng)變分析，得出以下結(jié)論：
1）使用有限元軟件對護環(huán)的液壓脹形過程進行仿真分析，得到了護環(huán)脹形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變和位移的變化規(guī)律：隨著應(yīng)力的不斷增大，護環(huán)的徑向位移及應(yīng)變值逐漸增大，且軸向的護環(huán)應(yīng)變值及位移值由邊緣向中間逐漸減小，整體的護環(huán)應(yīng)變值及位移值由內(nèi)向外逐漸減小。
2）通過有限元軟件模擬得到的護環(huán)脹形過程中外徑的變化曲線與實驗得到的護環(huán)脹形過程中外徑的變化曲線相近，最大誤差為 8.8%，分析結(jié)果滿足工程需要。
以下是正文：
