汽轮发电机定子机座振动模态分析与试验研究_林雪妹

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1、汽轮发电机定子机座振动模态分析与试验研究_林雪妹制造业信息化MANUFACTURINGINFORMATIZATION仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP汽轮发电机定子机座振动模态分析与试验研究林雪妹1，童水光1，李坤1，王寅华2（1.浙江大学能源工程学系，杭州310027；2.杭州杭发发电设备有限公司，杭州310021）摘针对某型号3MW余热汽轮发电机组的定子共振问题，基于NX平台完成了定子机座的固有频率和相应各阶要：模态振型的数值计算研究，并通过锤击激振法对样机定子机座进行模态测试；数值计算结果与试验

2、数据的对比分析表明：试验结果与理论分析值吻合程度良好，验证了该样机模型的有效性和有限元模态分析结果的可靠性。关键词：汽轮发电机；有限元分析；模态分析；模态试验中图分类号：TM311文献标识码：A文章编号：1002－2333（2010）06－0042－02LIKun1,WANGYin-hua2———————————————————————————————————————————————ResearchontheVibrationModalAnalysisandExperimentfortheFrameofTurb

3、o-GeneratorLINXue-mei1,TONGShui-guang1,（1.DepartmentofEnergyEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China;2.HangzhouGeneratingEquipmentCompany,Hangzhou310021,China）Abstract：Toaimattheproblemofa3MWturbo-generator’sstatorresonance,amodalsimulationhasbeen

4、donetoanalyzethestatorframeonNXplatform,soastogetnaturalfrequencyandcorrespondingmodesofvibrationofdifferentorders.Thehammerexcitationmethodhasbeenusedtotestthestatorframe,andgottheresponsespectrumsoftheframe,whichwereinwellagreementwiththeresultsofthesimula

5、tion.Thevalidityofthefiniteelementmodelandfinitemodalanalysiswereverified.Keywords：turbo-generator;finiteelementanalysis;modalanalysis;modalexperiment汽轮发电机是火力发电的关键设备，据统计汽轮发电机组重大事故中70%是出自机械方面的原因，而且主要与振动问题有关［1］。定子系统的振动特性研究是汽轮发电机组研制的关键工作之一，直接关系到整个机组的安定子系统包括机座、端

6、盖、端罩和铁全稳定运行［2］。通常，芯等，为预防共振现象，必须尽可能精确确定电机定子系统各部分的固有振动频率［3］。———————————————————————————————————————————————本文以某型号3MW余热汽轮发电机的定子机座（以下简称“机座”）为研究对象，基于NXUG平台建立了机座有限元分析（finiteelementanalysis，FEA）模型，完成了对机座的固有频率和振型的模态分析，得到了机座的固有频率及其对应各阶振型之间的关系。通过对样机机座进行模态试验，其结果与数值分析的结

7、果吻合，验证该模型的有效性。1模态分析理论在结构力学中，振动系统特性可以用模态来描述［4］。表征模态的特征参数是振动系统的模态频率、向量、质量、刚度、阻尼等。通常，线性定常n自由度振动系统，其运动方程为［6］：觶咬［M］｛x（t）｝+［C］｛x（t）｝+［K］｛x（t）｝=｛（ft）｝（1）式中：［M］、［C］、［K］分别为振动系统的质量、阻尼、刚度觶咬矩阵；｛x（t）｝、｛x（t）｝、｛x（t）｝分别为系统的n维加速度、速度、位移向量；｛（ft）｝为激振力向量。基金项目：浙江省科技厅重大专项项目（2009C1

8、1060）!!!!!!!!!!!!!!!!2（s［M］＋s［C］＋［K］）｛X（s）｝=｛F（s）｝（2）式中：X（s）、F（s）分别为x（t）和（ft）的拉普拉斯变换；s=β+jω，为复变量。2———————————————————————————————————————————————令［Z（s）］=s［M］+［C］+［K］，式（2）变换为：（s）］｛X（s）｝＝｛F（s）｝［Z其