书名： 端面弧齿结构与强度

作者：袁淑霞 著

ISBN： 9787511456786

出版社：中国石化出版社

出版时间：2022-5

定价：66.00元

页码：184

字数：201千字

开本：16开

《端面弧齿结构与强度》介绍了端面弧齿的工作原理、结构及特点、齿面方程、所用材料、强度计算方法，根据ASME锅炉及压力容器规范以及国内压力容器分析设计标准JB 4732—1995（2005年确认），给出其强度判定准则；提出针对端面弧齿结构的接触界面刚度计算方法，对端面弧齿结构进行动力学分析，并根据动力学响应计算端面弧齿的动应力并对其分布特性进行分析；研究叶片失谐和端面弧齿失谐时转子的动态响应及动应力分布规律；*介绍了对端面弧齿的均匀预紧方法。

袁淑霞，博士，副教授，毕业于西安交通大学机械工程专业。目前在西安石油大学主要从事化工过程机械、数值仿真、以及流固耦合等方面教学与研究。

目 录

第1 章 重型燃气轮机及其转子结构特征 1

1. 1 重型燃气轮机技术特点及发展趋势1

1. 2 重型燃气轮机转子结构及特点4

1. 3 端面弧齿结构与强度研究8

1. 3. 1 端面弧齿应力应变研究8

1. 3. 2 端面弧齿动力学特性研究10

1. 3. 3 失谐研究 12

1. 3. 4 预紧方法研究 14

第2 章 重型燃气轮机端面弧齿结构与材料17

2. 1 端面弧齿简介17

2. 2 端面弧齿结构及参数19

2. 3 端面弧齿齿面方程20

2. 4 端面弧齿材料24

2. 4. 1 高温合金 GH2132 (A286) 26

2. 4. 2 高温合金 GH4169 (Inconel718) 29

2. 4. 3 高温合金 GH2706 (Inconel706) 33

第3 章 端面弧齿强度设计准则 35

3. 1 强度理论35

3. 1. 1 *拉应力理论 (*强度理论) 36

3. 1. 2 *伸长线应变理论 (*强度理论) 36

3. 1. 3 *剪应力理论 (第三强度理论) 37

3. 1. 4 形状改变比能理论 (第四强度理论) 37

3. 1. 5 莫尔强度理论 38

3. 2 防止塑性垮塌的分析设计39

3. 2. 1 概述 39

3. 2. 2 应力分类40

3. 2. 3 评定方法42

3. 2. 4 设计应力强度 (许用应力) 46

第4 章 端面弧齿静应力分布及接触状态分析47

4. 1 非线性有限元理论及其在端面弧齿强度分析中的应用47

4. 1. 1 有限元法  47

4. 1. 2 有限元法基本原理  47

4. 1. 3 求解单元的定义 49

4. 1. 4 单元刚度矩阵及总体刚度矩阵 50

4. 1. 5 节点载荷与位移方程51

4. 1. 6 非线性分析 52

4. 2 端面弧齿有限元模型60

4. 2. 1 建模及网格划分 60

4. 2. 2 材料特性62

4. 2. 3 边界条件的施加63

4. 2. 4 应力评定标准64

4. 3 运行工况参数对端面弧齿应力分布的影响规律66

4. 3. 1 预紧力对端面弧齿应力分布的影响67

4. 3. 2 离心力对端面弧齿应力分布的影响75

4. 3. 3 扭矩力对端面弧齿应力分布的影响79

4. 3. 4 温度场分析86

4. 3. 5 热 -应力耦合分析88

4. 4 端面弧齿的径向滑移101

第5 章 端面弧齿动力学特性及动应力分布103

5. 1 概述103

5. 2 端面弧齿连接转子动力学分析103

5. 2. 1 拉杆转子等效抗弯刚度模型103

5. 2. 2 计算模型验证106

5. 2. 3 粗糙表面接触刚度计算107

5. 2. 4 表面形貌及预紧力对拉杆转子等效抗弯刚度的影响规律110

5. 3 端面弧齿动应力分布计算114

5. 3. 1 转子动态响应计算115

5. 3. 2 端面弧齿转子有限元模型116

5. 3. 3 端面弧齿齿间应力分布规律研究117

5. 3. 4 端面弧齿不同位置接触对应力分析 125

5. 4 薄壁结构对端面弧齿应力分布的影响132

5. 4. 1 薄壁结构对端面弧齿不同位置接触对应力分布的影响132

5. 4. 2 薄壁结构对端面弧齿径向应力分布的影响132

5. 4. 3 薄壁结构对端面弧齿动应力的调节作用133

第6 章 失谐状态下端面弧齿应力分布规律 135

6. 1 概述135

6. 2 叶片失谐对转子动力学特性及端面弧齿应力分布的影响136

6. 2. 1 叶片失谐时转子动态响应计算136

6. 2. 2 叶片失谐对端面弧齿应力分布的影响140

6. 3 拉杆失谐时端面弧齿转子等效抗弯刚度计算模型143

6. 4 拉杆失谐对转子动力学特性及端面弧齿应力分布的影响147

6. 4. 1 拉杆失谐时转子的动态响应147

6. 4. 2 拉杆失谐对端面弧齿应力分布的影响规律149

第7 章 拉杆预紧方式和预紧程度对端面弧齿应力分布的影响155

7. 1 概述155