Влияние тепловых и механических факторов на напряженное состояние крупных узлов гидрогенераторов-двигателей

Аннотация

Выполнен детальный анализ конструкции гидрогенератора-двигателя предельной мощности с воздушным охлаждением. Показано, что крестовина гидрогенератора зонтичного типа воспринимает динамические нагрузки, обусловленные силами, действующими в трех плоскостях. При этом их учет аналитическими методами не представляется возможным. Для трехмерного расчета необходимо учесть тепловые и механические факторы, а также особенности применяемого листового проката. В ходе решения поставленной задачи с учетом тепловых нагрузок предлагается дискретное разбиение крестовины на n-е количество участков. Критерий сходимости для решения обратной задачи основан на сохранении общего теплового баланса конструкции с учетом ограниченной точности измерительных приборов. Обоснован выбор допускаемых напряжений с учетом наличия раковин в структуре металла, не превышающих своего класса сплошности для выбранного металлопроката. Предлагается в зону с наименьшими запасами прочности ввести "элементарный дефект" как окружность с геометрическими данными согласно ограничениям по сплошности. При этом коррекция подбора параметров сетки конечных элементов для введенного дефекта осуществляется, как и для пластины с эксцентрично расположенными отверстиями. Сетку уменьшают до того момента, при котором разница по максимальным напряжениям в одних и тех же узлах станет не более 0,04%. Механические нагрузки задаются в классической постановке. В ходе работы установлено, что запасы прочности крупных узлов генератора должны регламентироваться качеством используемого металлопроката, а  механические расчеты учитывать тепловые факторы.