《端面弧齒結(jié)構(gòu)與強度》介紹了端面弧齒的工作原理、結(jié)構(gòu)及特點、齒面方程、所用材料、強度計算方法，根據(jù)ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范以及國內(nèi)壓力容器分析設(shè)計標準JB 47321995（2005年確認），給出其強度判定準則；提出針對端面弧齒結(jié)構(gòu)的接觸界面剛度計算方法，對端面弧齒結(jié)構(gòu)進行動力學(xué)分析，并根據(jù)動力學(xué)響應(yīng)計算端面弧齒的動應(yīng)力并對其分布特性進行分析；研究葉片失諧和端面弧齒失諧時轉(zhuǎn)子的動態(tài)響應(yīng)及動應(yīng)力分布規(guī)律；最后介紹了對端面弧齒的均勻預(yù)緊方法。
第1 章 重型燃氣輪機及其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特征 1
1. 1 重型燃氣輪機技術(shù)特點及發(fā)展趨勢1
1. 2 重型燃氣輪機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及特點4
1. 3 端面弧齒結(jié)構(gòu)與強度研究8
1. 3. 1 端面弧齒應(yīng)力應(yīng)變研究8
1. 3. 2 端面弧齒動力學(xué)特性研究10
1. 3. 3 失諧研究 12
1. 3. 4 預(yù)緊方法研究 14
第2 章 重型燃氣輪機端面弧齒結(jié)構(gòu)與材料17
2. 1 端面弧齒簡介17
2. 2 端面弧齒結(jié)構(gòu)及參數(shù)19
2. 3 端面弧齒齒面方程20
2. 4 端面弧齒材料24
2. 4. 1 高溫合金 GH2132 (A286) 26
2. 4. 2 高溫合金 GH4169 (Inconel718) 29
2. 4. 3 高溫合金 GH2706 (Inconel706) 33
第3 章 端面弧齒強度設(shè)計準則 35
3. 1 強度理論35
3. 1. 1 最大拉應(yīng)力理論 (第一強度理論) 36
3. 1. 2 最大伸長線應(yīng)變理論 (第二強度理論) 36
3. 1. 3 最大剪應(yīng)力理論 (第三強度理論) 37
3. 1. 4 形狀改變比能理論 (第四強度理論) 37
3. 1. 5 莫爾強度理論 38
3. 2 防止塑性垮塌的分析設(shè)計39
3. 2. 1 概述 39
3. 2. 2 應(yīng)力分類40
3. 2. 3 評定方法42
3. 2. 4 設(shè)計應(yīng)力強度 (許用應(yīng)力) 46
第4 章 端面弧齒靜應(yīng)力分布及接觸狀態(tài)分析47
4. 1 非線性有限元理論及其在端面弧齒強度分析中的應(yīng)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 求解單元的定義 49
4. 1. 4 單元剛度矩陣及總體剛度矩陣 50
4. 1. 5 節(jié)點載荷與位移方程51
4. 1. 6 非線性分析 52
4. 2 端面弧齒有限元模型60
4. 2. 1 建模及網(wǎng)格劃分 60
4. 2. 2 材料特性62
4. 2. 3 邊界條件的施加63
4. 2. 4 應(yīng)力評定標準64
4. 3 運行工況參數(shù)對端面弧齒應(yīng)力分布的影響規(guī)律66
4. 3. 1 預(yù)緊力對端面弧齒應(yīng)力分布的影響67
4. 3. 2 離心力對端面弧齒應(yīng)力分布的影響75
4. 3. 3 扭矩力對端面弧齒應(yīng)力分布的影響79
4. 3. 4 溫度場分析86
4. 3. 5 熱 -應(yīng)力耦合分析88
4. 4 端面弧齒的徑向滑移101
第5 章 端面弧齒動力學(xué)特性及動應(yīng)力分布103
5. 1 概述103
5. 2 端面弧齒連接轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析103
5. 2. 1 拉桿轉(zhuǎn)子等效抗彎剛度模型103
5. 2. 2 計算模型驗證106
5. 2. 3 粗糙表面接觸剛度計算107
5. 2. 4 表面形貌及預(yù)緊力對拉桿轉(zhuǎn)子等效抗彎剛度的影響規(guī)律110
5. 3 端面弧齒動應(yīng)力分布計算114
5. 3. 1 轉(zhuǎn)子動態(tài)響應(yīng)計算115
5. 3. 2 端面弧齒轉(zhuǎn)子有限元模型116
5. 3. 3 端面弧齒齒間應(yīng)力分布規(guī)律研究117
5. 3. 4 端面弧齒不同位置接觸對應(yīng)力分析 125
5. 4 薄壁結(jié)構(gòu)對端面弧齒應(yīng)力分布的影響132
5. 4. 1 薄壁結(jié)構(gòu)對端面弧齒不同位置接觸對應(yīng)力分布的影響132
5. 4. 2 薄壁結(jié)構(gòu)對端面弧齒徑向應(yīng)力分布的影響132
5. 4. 3 薄壁結(jié)構(gòu)對端面弧齒動應(yīng)力的調(diào)節(jié)作用133
第6 章 失諧狀態(tài)下端面弧齒應(yīng)力分布規(guī)律 135
6. 1 概述135
6. 2 葉片失諧對轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性及端面弧齒應(yīng)力分布的影響136
6. 2. 1 葉片失諧時轉(zhuǎn)子動態(tài)響應(yīng)計算136
6. 2. 2 葉片失諧對端面弧齒應(yīng)力分布的影響140
6. 3 拉桿失諧時端面弧齒轉(zhuǎn)子等效抗彎剛度計算模型143
6. 4 拉桿失諧對轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性及端面弧齒應(yīng)力分布的影響147
6. 4. 1 拉桿失諧時轉(zhuǎn)子的動態(tài)響應(yīng)147
6. 4. 2 拉桿失諧對端面弧齒應(yīng)力分布的影響規(guī)律149
第7 章 拉桿預(yù)緊方式和預(yù)緊程度對端面弧齒應(yīng)力分布的影響155
7. 1 概述155
7. 2 拉桿預(yù)緊方式對端面弧齒應(yīng)力分布及動力學(xué)特性的影響155
7. 2. 1 拉桿預(yù)緊方式對比156
7. 2. 2 拉桿預(yù)緊方式對端面弧齒應(yīng)力分布及轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性的影響160
7. 3 一種改進的均勻預(yù)緊方法162
7. 3. 1 方法原理 162
7. 3. 2 預(yù)緊方法的實施過程164
7. 3. 3 實驗驗證165
7. 4 拉桿預(yù)緊程度對端面弧齒應(yīng)力分布的影響169
參考文獻 175
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