汽輪機(jī)強(qiáng)度計(jì)算手冊

前言

　　《汽輪機(jī)強(qiáng)度計(jì)算手冊》是為保證火力發(fā)電機(jī)組中汽輪機(jī)主要零部件的安全運(yùn)行而編寫的。強(qiáng)度計(jì)算主要解決三方面內(nèi)容，即：①限制零部件的應(yīng)力，使其不超過零部件的實(shí)際承載能力；②限制零部件的變形和位移，使之不超過汽輪機(jī)許可的范圍；③根據(jù)外載的情況和構(gòu)件承載性質(zhì)確定零部件的結(jié)構(gòu)尺寸和選用材料。因此，本手冊從應(yīng)力分析、振動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)和材料的合理設(shè)計(jì)與選用三方面進(jìn)行論述，指導(dǎo)思想是零部件必須能在預(yù)定的使用年限內(nèi)可靠工作?！　≡谄啓C(jī)零部件中，有的危險(xiǎn)主要來自應(yīng)力，如汽缸、葉輪及其輪緣、葉根、葉片等。其中葉片的應(yīng)力是動(dòng)載荷和靜載荷共同作用的結(jié)果，故對葉片必須進(jìn)行振動(dòng)條件下的安全性計(jì)算。有的除應(yīng)力外，還由于大的變形和位移可能造成本身和其他接配零部件的損壞，如隔板過大的變形將會損壞本身及葉輪；轉(zhuǎn)子～軸承系統(tǒng)發(fā)生共振，此時(shí)轉(zhuǎn)子本身內(nèi)部的應(yīng)力并沒有變化，但振幅可能很大，從而造成對支座及與轉(zhuǎn)子接配的汽封、隔板、汽缸的損壞。因而，對轉(zhuǎn)子振動(dòng)的計(jì)算目的主要是限制過大的變形和位移——振幅。　　本手冊主要介紹國內(nèi)汽輪機(jī)廠多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及國際同行的試驗(yàn)研究成果。全書共有9章和1個(gè)附錄，主要內(nèi)容如下：　　第一章是汽缸強(qiáng)度計(jì)算。除介紹汽缸壁厚的計(jì)算和法蘭螺栓的計(jì)算外，還對實(shí)踐中期待解決的問題，如調(diào)節(jié)閥桿動(dòng)應(yīng)力計(jì)算和安全校核、汽缸端壁的詳細(xì)計(jì)算、汽缸與引出管交界處的應(yīng)力計(jì)算、汽缸的熱應(yīng)力計(jì)算、防止汽缸熱疲勞的方法、不同性質(zhì)的應(yīng)力對構(gòu)件安全性的影響、汽缸構(gòu)件的斷裂判據(jù)等，都給出了具體的解決方法?！　〉诙率歉舭鍙?qiáng)度計(jì)算。除把以往使用的一種近似方法列入之外，還給出了瓦爾計(jì)算法、詳細(xì)計(jì)算法、隔板套的應(yīng)力計(jì)算和噴嘴的應(yīng)力計(jì)算?！　〉谌率瞧啓C(jī)葉片強(qiáng)度計(jì)算。主要是對各類葉片各部分的應(yīng)力進(jìn)行了分析。在葉根計(jì)算法的討論中，糾正了某些國外書本上的錯(cuò)誤公式，給出了正確公式。同時(shí)，對如何正確地設(shè)計(jì)葉片才能使葉片性能好、應(yīng)力低、安全性高等問題作了說明。

內(nèi)容概要

為了滿足火力發(fā)電廠汽輪機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行和檢修中涉及應(yīng)力分析、振動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)和材料的合理設(shè)計(jì)與選用等三方面內(nèi)容，組織編寫《汽輪機(jī)強(qiáng)度計(jì)算手冊》一書。    本書共分九章，主要內(nèi)容：汽缸強(qiáng)度計(jì)算，介紹閥桿動(dòng)應(yīng)力及安全設(shè)計(jì)。汽缸壁厚及法蘭尺寸、螺栓蠕變及初緊力、汽缸端壁應(yīng)力與位移計(jì)算，汽缸引出管處局部、汽缸壁與隔板持環(huán)交界處及隔板槽底、汽缸和法蘭熱應(yīng)力計(jì)算以及汽缸材料和強(qiáng)度校核；隔板強(qiáng)度計(jì)算，介紹隔板估算，隔板撓度、靜葉斜彎曲、隔板與噴嘴、隔板套計(jì)算及安全校核；汽輪機(jī)葉片強(qiáng)度計(jì)算，介紹葉片結(jié)構(gòu)、安裝、型線應(yīng)力、葉頂及連接件血力、成組彎應(yīng)力、動(dòng)態(tài)變形應(yīng)力、截面幾何特性、蠕變、輪緣應(yīng)力等計(jì)算及其材料和安全系數(shù)選擇；葉片振動(dòng)，介紹葉片激振力及其頻率、振動(dòng)形式和應(yīng)力、等變截面固有頻率、頻率修正、共振方法及安全條件、安全校核；長葉片彎扭振動(dòng)計(jì)算，介紹自由葉片彎扭聯(lián)合振動(dòng)頻率和振型計(jì)算、整圈連接葉片組頻率和振型計(jì)算；輪盤和轉(zhuǎn)子強(qiáng)度計(jì)算，介紹力學(xué)微分方程，等變厚輪盤、套裝輪盤、整體轉(zhuǎn)子、焊接轉(zhuǎn)子等應(yīng)力分析，輪盤和轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力分析、斷裂判據(jù)與強(qiáng)度校核，轉(zhuǎn)子壽命計(jì)算管理；轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)計(jì)算，介紹計(jì)算轉(zhuǎn)子共振轉(zhuǎn)速即臨界轉(zhuǎn)速的通用方法、圖解法、分析法、初參數(shù)法、?；椒?，以及轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡要求、轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)油膜振蕩；實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析，介紹應(yīng)力實(shí)驗(yàn)分析的電測法、電阻應(yīng)變儀及轉(zhuǎn)換測量原理、應(yīng)變測量、光彈性法、三維光彈性；汽輪機(jī)組安全維護(hù)，介紹防止汽輪機(jī)本體及相關(guān)管道進(jìn)水或積水、控制熱應(yīng)力和差脹、固體顆粒對汽流通道的沖蝕、汽輪機(jī)通道部分積垢和轉(zhuǎn)子強(qiáng)烈振動(dòng)。書后附有動(dòng)力工程常用單位換算表。    本手冊是從事火力發(fā)電廠汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、檢修和教研等單位的生產(chǎn)人員、工人、技術(shù)人員和管理干部等的必備工具書。

書籍目錄

前言第一章  汽缸強(qiáng)度計(jì)算  第一節(jié)  調(diào)節(jié)閥閥桿動(dòng)應(yīng)力及安全設(shè)計(jì)  第二節(jié)  汽缸壁厚及法蘭尺寸初步確定與計(jì)算  第三節(jié)  螺栓蠕變及初緊力計(jì)算  第四節(jié)  汽缸端壁應(yīng)力與位移計(jì)算  第五節(jié)  汽缸引出管處局部應(yīng)力計(jì)算  第六節(jié)  汽缸壁與隔板持環(huán)交界處及隔板槽底應(yīng)力計(jì)算  第七節(jié)  汽缸和法蘭熱應(yīng)力計(jì)算  第八節(jié)  汽缸材料和強(qiáng)度校核第二章  隔板強(qiáng)度計(jì)算  第一節(jié)  隔板簡易估算  第二節(jié)  隔板撓度和應(yīng)力計(jì)算  第三節(jié)  靜葉斜彎曲  第四節(jié)  隔板詳細(xì)計(jì)算  第五節(jié)  噴嘴計(jì)算  第六節(jié)  隔板套近似計(jì)算  第七節(jié)  隔板、噴嘴、隔板套及汽封體的材料和安全校核第三章  汽輪機(jī)葉片強(qiáng)度計(jì)算  第一節(jié)  葉片結(jié)構(gòu)形式  第二節(jié)  葉片型線部分應(yīng)力計(jì)算  第三節(jié)  葉頂及連接件應(yīng)力計(jì)算  第四節(jié)  有限成組葉片彎應(yīng)力計(jì)算  第五節(jié)  葉片安裝計(jì)算  第六節(jié)  考慮長葉片動(dòng)態(tài)變形時(shí)應(yīng)力計(jì)算  第七節(jié)  葉片截面幾何特性計(jì)算  第八節(jié)  葉片蠕變計(jì)算  第九節(jié)  葉根及輪緣應(yīng)力計(jì)算  第十節(jié)  葉片工作條件及其損傷  第十一節(jié)  葉片材料及安全系數(shù)選擇第四章  葉片振動(dòng)  第一節(jié)  激振力產(chǎn)生原因及其頻率  第二節(jié)  葉片振動(dòng)形式——振型  第三節(jié)  等截面葉片固有頻率計(jì)算  第四節(jié)  變截面葉片固有頻率計(jì)算  第五節(jié)  對實(shí)際工作葉片頻率的修正  第六節(jié)  避免葉片共振方法及安全條件  第七節(jié)  按靜應(yīng)力和動(dòng)應(yīng)力對葉片進(jìn)行安全校核  第八節(jié)  葉片振動(dòng)應(yīng)力計(jì)算  第九節(jié)  工藝性和運(yùn)行條件對葉片安全性的影響第五章  長葉片彎扭振動(dòng)計(jì)算  第一節(jié)  自由葉片彎扭聯(lián)合振動(dòng)頻率和振型計(jì)算  第二節(jié)  整圈連接葉片組頻率和振型計(jì)算第六章  輪盤和轉(zhuǎn)子強(qiáng)度計(jì)算  第一節(jié)  基本力學(xué)微分方程推導(dǎo)  第二節(jié)  等厚輪盤應(yīng)力計(jì)算  第三節(jié)  變厚度輪盤應(yīng)力分析  第四節(jié)  套裝輪盤應(yīng)力分析  第五節(jié)  輪盤設(shè)計(jì)改進(jìn)  第六節(jié)  整體轉(zhuǎn)子應(yīng)力分析  第七節(jié)  焊接轉(zhuǎn)子應(yīng)力分析  第八節(jié)  輪盤和轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力分析  第九節(jié)  汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子壽命計(jì)算和壽命管理  第十節(jié)  輪盤和轉(zhuǎn)子初步強(qiáng)度校核及材料  第十一節(jié)  輪盤和轉(zhuǎn)子斷裂判據(jù)與安全校核第七章  轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)  第一節(jié)  轉(zhuǎn)子振動(dòng)基本特性  第二節(jié)  多輪盤變截面轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的圖解法  第三節(jié)  分析法求兩支座轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速  第四節(jié)  輪盤回轉(zhuǎn)力矩對臨界轉(zhuǎn)速的影響  第五節(jié)  支座彈性對轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響  第六節(jié)  計(jì)算轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速通用方法  第七節(jié)  臨界轉(zhuǎn)速?；椒? 第八節(jié)  轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡要求  第九節(jié)  轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)油膜振蕩第八章  實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析  第一節(jié)  電測法  第二節(jié)  電阻應(yīng)變片及轉(zhuǎn)換原理  第三節(jié)  電阻應(yīng)變儀及測量原理  第四節(jié)  應(yīng)變測量  第五節(jié)  復(fù)雜條件下應(yīng)變測量  第六節(jié)  光彈性法第九章  汽輪機(jī)組安全維護(hù)  第一節(jié)  防止汽輪機(jī)本體及相關(guān)管道進(jìn)水或積水  第二節(jié)  控制熱應(yīng)力和差脹  第三節(jié)  避免蒸汽所攜帶的固體顆粒對汽流通道的沖蝕  第四節(jié)  防止汽輪機(jī)通道部分積垢  第五節(jié)  防止汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)烈振動(dòng)附錄  動(dòng)力工程常用單位換算表參考文獻(xiàn)

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