基于流固耦合的混流式水轮机水力激振与疲劳寿命损伤研究

作     者：苏立 毛成 沈春和 文贤馗 Su Li;Mao Cheng;Shen Chunhe;Wen Xiankui

作者机构：贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002 

基　　金：贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑2Y042) 

出 版 物：《陕西水利》 (Shaanxi Water Resources)

年 卷 期：2023年第4期

页      码：3-6页

摘      要：为研究水轮机投入生产后常常产生的裂纹以及疲劳失效问题,构建混流式水轮机HLA551c-WJ-71几何模型并模拟流固耦合(FSI)中复杂的流体流动,对混流式水轮机额定工况运行过程中动态应力以及叶片形变进行分析,揭示流道内的动态应力与叶片疲劳失效之间的内在关系。结果表明:混流式水轮机额定工况运行时,叶片的最大VonMises应力为60.2MPa,远小于材料的极限应力,因此静应力不会导致叶片产生短期裂纹破坏;水轮机额定工况运行时叶片表面和尾水管的动应力最大为10^(7)kPa,同样远小于材料的极限应力;叶片上冠处为叶片最高应力区域,且在叶片表面压力变动时,压力的变化幅值也较大,因此认定叶片上冠为叶片的疲劳危险区。研究结果有助于水轮机转轮的优化设计,提高对水轮机瞬态运行及疲劳失效的理解。

主 题 词：混流式水轮机 数值模拟 流固耦合 疲劳损伤 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 

D　O　I：10.16747/j.cnki.cn61-1109/tv.2023.04.007

馆 藏 号：203121188...