Использование компьютерных технологий при модернизации крышек гидротурбин типа ПЛ 20-В-500
Ключевые слова:
крышка, гидротурбина, модернизация, метод конечных элементов, метод граничных элементов, динамическое напряженно-деформированное состояние.Аннотация
Одной из проблем, возникающих перед конструктором при модернизации действующих гидроагрегатов, является анализ возможности обеспечения прочности и надежности узлов и деталей турбины в условиях дальнейшей продолжительной работы под действием динамической нагрузки или их замена, оптимальная как по массе, так и по динамическим характеристикам. Решение этой проблемы возможно с использованием компьютерных технологий для исследования динамики несущих конструкций гидротурбин при разных режимах эксплуатации. В работе описаны методики, разработанные для исследования динамического напряженно-деформированного состояния крышки гидротурбины, которая воспринимает гидродинамическое давление, действующее на ее контактирующую с водой поверхность, а также веса размещенных на ее поверхности узлов и деталей. Впервые в трехмерной постановке учтено влияние присоединенных масс воды конструкции с применением математических моделей, основанных на гиперсингулярных уравнениях и сочетании методов конечных и граничных элементов. Разработаны пакеты прикладных программ, являющиеся мощным инструментом автоматизации при определении динамического напряженно-деформированного состояния крышки гидротурбины. Получены численные результаты, позволяющие оценить динамическое напряженно-деформированное состояние с учетом влияния воды находящейся в эксплуатации и подлежащей замене литой чугунной крышки гидротурбины ПЛ 20-В-500, а также разработанной для ее замены стальной сварной крышки. Выполнен анализ численного исследования и даны рекомендации для проектирования сварной крышки, динамические характеристики которой позволяют исключить резонансные явления и обеспечить эксплуатационную надежность. Примененные методики обоснованы нормативным документом «Розрахунок залишкового ресурсу елементів проточної частини гідротурбін ГЕС та ГАЕС. Методичні вказівки» СОУ-Н МЕВ 40.1 –21677681–51: 2011.
Библиографические ссылки
Kantor B., Strelnikova O., Medvedovska T., Rzhevska I., Yeseleva O., Lynnyk O., Zelenska O. (2011). Calculation of the Residual Resource of the Elements of the Flowing Section of HPS and HPSPP Hydro-Turbines. Methodological guidelines: normative document. SOU-N MEV 40.1 -21677681-51: approved by the Ministry of Energy and Coal Mining of Ukraine: effective as of 07.07.11. Kyiv: Ministry of Energy and Coal Mining of Ukraine (in Ukrainian).
Eigenson, S. N., Titov, V. B. (1978). Experimental Study of the Stressed State of Ribs of Hydro-turbine Head Covers by the Polarization-Optical Method. Power-plant Eng., No 11, pp. 11–14 (in Russian).
Veremeienko, I., Zelenska, O. (1999). Estimation of the Residual Resource of the Head Covers of Hydro-Turbines. Eng. Sci., No 12, pp. 3–8 (in Ukrainian).
Veremeenko, I., Zelenskaya, O., Linnik, A. (2000, September).Finite-element Analysis of Strength and Dynamic Characteristics of Large-Sized Supporting Structures of Hydraulic Turbines. Perfection of Turbo-Units by Methods of Mathematical and Physical Modeling: Tr. Intern. Scientific-Techn. Conf. (pp. 502–508), Kharkov (in Russian).
Medvedovskaya, T., Strelnikova, E., Medvedyeva, K. (2015). Free Hydroelastic Vibrations of Hydroturbine Head Covers. Intern. J. Eng. and Advanced Research Technology (IJEART), Vol. 1, No 1, pp. 45–50 (in Russian). DOI 10.13140/RG.2.1.3527.4961
Degtyarev, K., Glushich, P., Gnitko, V., Strelnikova, E. (2015). Numerical Simulation of Free Liquid-Induced Vibrations in Elastic Shells. Intern. J. Morern Physics and Appl., Vol. 1, No 4, pp. 159–168.
Gnitko, V., Naumenko, V., Rozova, L., Strelnikova, E. (2016). Multi-domain Boundary Element Method for Liquid Sloshing Analysis of Tanks with Baffles. J. Basic and Appl. Research Intern. – Vol. 17, No 1, pp. 75–87.
Avramov, K. V., Strelnikova, E. A. (2014). Chaotic Oscillations of Plates During Their Two-Way Interaction with the Flow of a Moving Fluid. Appl. Mech., Vol. 50. No 3, pp. 86–93. DOI: 10.1007 / s10778-014-0633
Naumenko. V. V., Strelnikova, H. A. (2002). Singular Integral Accuracy of Calculations in Two-Dimensional problems. Eng. analysis with boundary elements, No 26, pp. 95–98 (in Russian).
DOI: 10.1016 / S0955-7997 (01) 00041-8
Veremeyenko, I. S., Kantor, B. Ya., Medvedovskaya. T. F., Rzhevskaya, I. E., Andryushchenko, S. A. (2005). Strength, Dynamics of the Bearing Structures and Impellers of Radial-Axial Hydro-Turbines. Aerospace Eng. and Techn., No 9/25, pp. 97–101 (in Russian).
Troshchenko, V. T., Lebedev, A. A, Strizhalo, V. A, Stepanov, G. V, Krivenyuk, V. V. (2000). Mechanical Behavior of Materials Under Various Types of Loading. Kiev: Logos (in Russian).
Birger, I. A., Shorr, V. F., Iosilevich, G. B. (1979). Strength Design of Machine Components. Reference book. Moscow: Mech. Eng. (in Russian).
Troshchenko, V. T., Sosnovsky, L. A. (1987,). Fatigue Resistance in Metals and Alloys. Reference book: in 2 parts. Kyiv: Nauk. Dumka (in Russian).
Medvedovskaya, T. F., Medvedeva, E .L., Linnik A. V., Zelenskaya, O. N. (2017). Analysis of the Static and Dynamic Strength of the Head Cover of a Reversible Hydraulic Machine. Electrical Energy Industry and Electrical Eng: PROMELEKTRO, No 1, pp. 22–26 (in Russian).
Bate, K., Wilson, E. (1982). Numerical Analysis Methods and the Finite Element Method. Moscow: Stroyizdat (in Russian).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2018 E. A. Strelnikova, T. F. Medvedovskaya, E. L. Medvedeva, A. V. Linnik, O. N. Zelenskaya
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
