摘要：考虑随机因素的影响,对叶片的固有振动特性进行概率分析和设计是叶片动强度可靠性设计的基础。文中以某试验台用汽轮机等直叶片为研究对象,考虑几何参数(包括长度、宽度、厚度)、材料参数(弹性模量,密度)和转速的随机性,通过有限元参数化建模。将确定性有限元方法(FEM)、响应面方法(RSM)和Monte-Carlo模拟法相结合,从而获得了叶片静频、动频的统计特性和累积分布函数;同时考虑随机变量的梯度和离散范围对静、动频的影响,通过概率敏感性分析,定量地判断出叶片静、动频对随机输入变量的敏感性;通过绘制叶片静、动频与输入变量的散点图,定量地分析了如何改变随机变量以调整静、动频率的方法。计算结果表明,FEM-RSM-Monte Carlo方法计算量小,速度快,拟合精度高,是叶片动强度可靠性分析的可选方法。

摘要：为了满足叶片高可靠性设计的要求,需考虑随机因素的影响成。文中以某实验台用汽轮机等直叶片为研究对象,考虑几何参数(包括长度、宽度、厚度)、材料参数(弹性模量,密度)和载荷参数的随机性,对其进行有限元参数化建模,并将确定性有限元方法、响应面方法和Monte-Carlo模拟法相结合,通过有限次有限元的计算构造出用于拟和响应面函数的样本,进而用二次多项式对样本进行回归分析,获得叶片结构响应(最大应力、最大变形)与随机变量之间的近似解析表达式;将该表达式代替有限元模型,利用Monte-Carlo模拟法得到结构响应的统计参数和累积分布函数,进而对叶片进行可靠性分析和概率强度设计;引入概率敏感性分析方法,同时考虑了随机变量的梯度和离散范围对结构响应的影响,通过统计显著性检验,定量地判断出随机输入变量对结构响应的影响程度;通过对结构响应与随机输入变量散点图的分析,得出如何改变随机变量以提高叶片的可靠度。结果表明,该方法计算量小,速度快,拟和精度高。

摘要：考虑随机因素的影响,对叶片固有振动特性进行概率分析,并判断其对随机参数的敏感性是叶片动强度可靠性设计的基础。以某试验台用汽轮机等直叶片为研究对象,考虑几何参数(长度、宽度、厚度)、材料参数(弹性模量,密度)和转速的随机性,运用统计学习理论,将确定性有限元、径向基函数(RBF)神经网络和MonteCarlo模拟法相结合,得到了叶片静(动)频率的统计参数和累积分布函数。采用概率敏感性分析方法,定量地判断出叶片静、动频率对随机输入变量的敏感性,分析结果对工程实际具有一定的指导意义。此外,还将计算结果与响应面方法进行了比较,得出该方法较响应面方法更加快捷,可作为叶片动强度可靠性分析的可选方法。

摘要：研究了变压器绕组的机电耦合振动稳定性问题,建立了变压器绕组轴向机电耦合的动力学模型。将变压器绕组的漏磁场简化成二维磁场,得到其解析解,采用机电耦合系统的Lagrange方程,分析得到变压器绕组机电耦合的非线性振动方程,以及简化的耦合振动方程。应用动力学理论分析载流的变压器绕组轴向振动的稳定性,得到了模型变压器绕组主要设计参数的稳定域和不稳定域,分析大电流引起变压器绕组失稳的机理。

摘要：绝缘子串动态风偏响应敏感度可以展现风偏摆动幅值随设计参数的变化规律,有利于设计人员的理解和使用。为探究绝缘子串动态风偏响应敏感度特性,通过导线摆动固有频率不变原则提出能充分表征架空线路风偏运动的导线等效模型,建立了绝缘子串和架空导线耦合风偏运动的两自由度动力学模型;以幅频特性曲线与脉动风速谱各自峰值为切入点,运用风偏响应均方值分析了绝缘子串风偏幅值对线路结构和风速的敏感度,提出了动态风偏响应敏感风速的表达式。研究发现:绝缘子串风偏响应均方值与线路垂平比呈正比例关系,平均风速为敏感风速时绝缘子串风偏摆动最为剧烈,架空线路设计时应合理地选择线路结构使绝缘子串风偏敏感风速避开当地的卓越风速,从而降低线路发生风偏闪络的可能性。

摘要：为系统性研究坡型风攻角作用下绝缘子串动态风偏响应特性,提出一种坡型风攻角下绝缘子串动态风偏计算模型与响应特性分析方法。首先,基于导线风偏摆动固有频率不变原则建立导线等效模型,选取两侧导线作用位置施加外部载荷,构建坡型风攻角下绝缘子串动态风偏计算模型;其次,以动力学方程与功率谱法为切入点,推导得到风偏模型的幅频特性函数与响应均方值,分析绝缘子串风偏均值与摇摆幅值对不同坡型风攻角和不同线路结构的变化特性;最后,通过工程实例与有限元模型进行对比,验证了绝缘子串动态风偏模型与风偏响应特性分析方法的正确性。研究表明:绝缘子串风偏响应均值、摇摆幅值与坡型风攻角呈正比,摇摆固有频率与坡型风攻角呈反比;随风攻角度增加,风偏均值斜率不变,摇摆幅值斜率增加,工程设计中风偏放大系数的选取应考虑风攻角的影响。研究结果可为架空线路防风偏设计提供参考与理论支持。

摘要：为了满足吊梁可靠性设计的要求,需要考虑设计参数的不确定性对结构响应的影响。首先结合区间有限元法,对吊梁的不确定性用区间进行描述,建立有限元控制方程,针对控制方程中系数存在不确定性,利用一阶泰勒展开法对其进行求解,获得结构响应区间;其次,分析吊梁的可靠性验算,建立不同失效模式下的极限状态函数,基于非概率可靠性计算方法,得到吊梁的非概率可靠性指标;最后,对区间敏感因子进行定义,分析设计参数在区间内变化对结构响应的敏感程度,通过实例验证。研究结果表明:本文方法的合理性与可行性,并具有一定的工程参考价值。

摘要：考虑随机因素的影响,确定汽轮机叶片固有振动静、动频率的统计特性,建立叶片避开共振时的功能函数。以汽轮机扭叶片为研究对象,在考虑几何因素、安装因素、材料因素和转速随机性的同时,将确定性有限元法、响应面方法和Monte-Carlo模拟法相结合对叶片进行振动可靠性分析。在对扭叶片复杂叶型进行有限元参数化建模和试验设计基础上,分别采用多项式响应面法和神经网络响应面法构建了扭叶片静、动频率与随机变量之间的近似关系式,并代替有限元模型,同时结合Monte-Carlo模拟技术得到静频、动频的统计特性和累积分布函数。针对叶片危险振型,在合理确定功能函数的基础上对其进行了振动可靠性分析,并以Latin Hypercube样本Monte-Carlo模拟法计算结果作为相对精确解,对两种不同响应面法进行了对比。

摘要：汽轮机叶片的材料特性、结构参数以及汽轮机转速都存在随机性,从而导致叶片的频率存在分散性,随机有限元方法可以考虑叶片参数的随机性,并得到频率的随机特征。将叶片的材料特性和结构参数处理为随机参数,基于随机变分原理推导了旋转叶片的随机有限元方程,建立了质量矩阵、线弹性刚度矩阵、几何刚度矩阵、动力刚度矩阵的均值和一阶变异矩阵,给出了固有频率均值、协方差和变异系数的计算方法。最后对432叶片的静动频率进行了随机有限元分析,定量给出了叶片参数随机变异导致频率的变异程度,为高可靠性叶片设计提供了分析工具。

摘要：为了研究复合材料风力机叶片的弯扭耦合效应,将风力机叶片简化为对称非均匀铺层层合板梁,采用实验和数值分析方法研究耦合区域对叶片弯扭耦合效应的影响。给出了对称非均匀层合板梁的铺层方式及其制作工艺,设计了对称非均匀层合板梁的弯扭耦合效应实验,给出了实验原理及测量方法,测量了对称非均匀层合板梁的挠度和扭转角。基于ANSYS软件建立了对称非均匀层合板梁的有限元模型,计算了在集中力载荷作用下梁的变形。通过有限元数值分析结果与实验结果对比,结果表明:耦合区域对对称非均匀层合板梁的变形行为产生重要影响,采用中部耦合区域铺层方式可以获得显著的弯扭耦合效应。