Дослідження напружено деформованого стану, коливань та оптимальне проектування несучих конструкцій гідротурбін

S. Y. Misiura, A. N. Shupikov

Анотація


На основі методу скінченних елементів розроблено математичну модель кришки поворотно-лопатевої гідротурбіни. Проведено аналіз напружено деформованого стану (НДС) і оптимальне проектування кришки гідротурбіни на основі градієнтного методу. Виявлено зони концентрації максимальних напружень. Виконано чисельні дослідження власних частот коливань вихідної конструкції кришки гідротурбіни і конструкції зі зменшеною масою.

Ключові слова


кришка гідротурбіни; частота коливань; метод скінченних елементів; градієнтний метод

Повний текст:

PDF

Посилання


Kantor B.Ya., Andryushchenko S.A., Misyura S.Yu. Issledovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya kryshki gidroturbiny i vozmozhnostey sovershenstvovaniya ee konstruktsii. Vіsnik NTU "KhPІ" Zb. nauk. prats'. Tematichniy vipusk: Dinamіka і mіtsnіst' mashin. Kharkіv: NTU "KhPІ", 2010. No 69. PP. 58-67.

Etinberg I. E. Teoriya i raschet protochnoy chasti povorotno-lopastnykh gidroturbin. Leningrad: Mashinostroenie, 1965. 350 p.

Kovalev H.N. Gidroturbiny. Moscow, Leningrad: Mashgiz, 1961. 615 p.

Kovalev H.H. Proektirovanie gidroturbin. Leningrad: Mashinostroenie, 1974. 280 p.

Birger I.A. Priblizhennyy raschet na prochnost' rabochikh koles tsentrobezhnykh turbomashin s dvustoronnim vkhodom. Prochnost' i dinamika aviatsionnykh dvigateley. 1964. Vol. І. PP. 104-123.

Bate K., Vilson E. Chislennye metody analiza i metod konechnykh elementov. Moscow: Nauka, 1982. 448 p.

Zenkevich O. Metod konechnykh elementov v tekhnike. Moscow: Mir, 1975. 541 p.

Zenkevich O., Morgan K. Konechnye elementy i approksimatsiya. Moscow: Mir, 1986. 318 p.

Gallager R. Metod konechnykh elementov. Osnovy. Moscow: Mir, 1984. 428 p.

Norri D., De Friz Zh. Vvedenie v metod konechnykh elementov. Moscow: Mir, 1981. 304 p.

Kantor B.Ya. Nelineynye zadachi teorii neodnorodnykh pologikh obolochek. Kyyiv: Naukova dumka, 1971. 136 p.

Kantor B.Ya., Mitkevich V.M. Effektivnyy metod opredeleniya napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya konstruktsiy iz obolochek ili tel vrashcheniya, podkreplennykh regulyarnoy sistemoy radial'nykh plastin pri nesimmetrichnom radial'nom i osevom nagruzhenii nagruzhenii. AN USSR, In-t problem mashinostroeniya. Kharkiv, 1985. 16 p. Dep. v VINITI 26.03.85, № 2484.

Medvedovskaya T.F., Rzhevskaya I.E., Medvedeva E.L. Analiz napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya i dinamiki konstruktsiy protochnoy chasti Kievskoy GAES. Vіsnik SevNTU. Mekhanіka, energetika, ekologіya. 2011. Vol. 120. PP. 6-21.

Larіn O.O. Doslіdzhennya vimushenikh kolivan' trivimіrnikh tsiklo–simetrichnikh konstruktsіy z vipadkovim rozladom metodom MONTE-KARLO. Vestnik NTU "KhPІ". Dinamika i prochnost' mashin. 2008. Vol. 47. PP. 190-197.

Lukin B.S. Ob issledovanii kolebaniy tsiklicheski simmetrichnykh konstruktsiy metodom konechnykh elementov. Vestnik NTU "KhPІ". Dinamika i prochnost' mashin. – 1979. – Vyp. 31. – S. 12 – 21.

Medvedovskaya T.F., Zelenskaya O.N., Medvedovskiy A.V. Prochnost', dinamika i resurs nesushchikh konstruktsiy gidroturbin. Problemy mashinostroeniya. 2007. Vol. 10, No 3. PP. 49-55.

Mitkevich V.M., Medvedovskaya T.F. Primenenie metoda konechnykh elementov i razlozheniy Fur'e k raschetu tsiklicheski simmetrichnykh konstruktsiy iz tel vrashcheniya i radial'nykh plastin. AN USSR. In-t problem mashinostroeniya. Kharkiv, 1981. 47 p. – Dep. v VINITI 2.07.81, №3251.

Issledovanie dinamiki tsiklicheski simmetrichnykh nesushchikh konstruktsiy gidroturbin. B.Ya. Kantor, I.S. Veremeenko, T.F. Medvedovskaya, O.N. Zelenskaya, E.V. Eseleva. Sovershenstvovanie fizicheskogo modelirovaniya: tr. mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. Kharkiv: IPMash NAN Ukrainy, 1997. PP. 503-506.

Eygenson S.N., Titov V.B. Eksperimental'noe issledovanie napryazhennogo sostoyaniya reber kryshek gid-roturbin polyarizatsionno-opticheskim metodom. Energomashinostroenie. 1978. No 11. PP. 11-14.

Konechnoelementnyy analiz prochnostnykh i dinamicheskikh kharakteristik krupnogabaritnykh nesushchikh konstruktsiy gidroturbin. I.S. Veremeenko, O.N. Zelenskaya, T.F. Medvedovskaya, P.N. Poltavtsev. Sovershenstvovanie turboustanovok metodami matematicheskogo i fizicheskogo modelirovaniya: tr. mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. Kharkiv: IPMash NAN Ukrainy, 2000. PP. 502-508.

Metod konechnykh elementov v zadache opredeleniya radial'noy zhestkosti tsiklicheski simmetrichnykh nesushchikh konstruktsiy gidroturbin. T.F. Medvedovskaya, A.V. Medvedovskiy, E.V. Eseleva, O.N. Zelenskaya. Problemy mashinostroeniya. 1999. Vol. 2, No 1-2. PP. 58-63.

Minu M. Matematicheskoe programmirovanie. Teoriya i algoritmy. Moscow: Nauka, 1999. 488 p.

Khimmel'blau D. Prikladnoe nelineynoe programmirovanie. Moscow: Mir, 1975. 534 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Кантор Б.Я. Исследование напряженно-деформиро¬ванного состояния крышки гидротурбины и возможностей совершенствования ее конструкции / Б.Я. Кантор, С.А. Андрющенко, С.Ю. Мисюра // Вісник НТУ «ХПІ» Зб. наук. праць. Тематичний випуск: Динаміка і міцність машин. – Х.: НТУ «ХПІ», 2010. – № 69. – С. 58-67.

2. Этинберг И.Э. Теория и расчет проточной части поворотно-лопастных гидротурбин / И.Э. Этинберг. – Л.: Машиностроение, 1965. – 350 с.

3. Ковалев H.Н. Гидротурбины / Н.Н. Ковалев. – М.; Л.: Машгиз, 1961. – 615 с.

4. Ковалев H.H. Проектирование гидротурбин / Н.Н. Ковалев. – Л.: Машиностроение, 1974. – 280 с.

5. Биргер И.А. Приближенный расчет на прочность рабочих колес центробежных турбомашин с двусторонним входом / И.А. Биргер // Прочность и динамика авиационных двигателей. – 1964. – Вып. І. – С. 104-123.  

6. Бате К. Численные методы анализа и метод конечных элементов / К. Бате, Е. Вилсон. – М.: Наука, 1982. – 448 с.

7. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. – М.: Мир, 1975. – 541 с.

8. Зенкевич О. Конечные элементы и аппроксимация / О. Зенкевич, К. Морган. – М.: Мир, 1986. – 318 с.

9. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы / Р. Галагер. – М.: Мир, 1984. – 428 с.

10. Норри Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, Ж. Де Фриз. – М.: Мир, 1981. – 304 с.

11. Кантор Б.Я. Нелинейные задачи теории неоднородных пологих оболочек / Б.Я. Кантор. – К.: Наукова думка, 1971. – 136 с.

12. Кантор Б.Я. Эффективный метод определения напряженно-деформированного состояния конструкций из оболочек или тел вращения, подкрепленных регулярной системой радиальных пластин при несимметричном радиальном и осевом нагружении нагружении / Б.Я. Кантор, В.М. Миткевич; АН УССР, Ин-т проблем машиностроения. – Х.: 1985. – 16 с. – Деп. в ВИНИТИ 26.03.85, № 2484.

13. Медведовская Т.Ф. Анализ напряженно-деформированного состояния и динамики конструкций проточной части Киевской ГАЭС / Т.Ф. Медведовская, И.Е. Ржевская, Е.Л. Медведева // Вісник СевНТУ. Механіка, енергетика, екологія. – 2011. – Вип. 120. – С. 6 – 21.

14. Ларін О.О. Дослідження вимушених коливань тривимірних цикло-симетричних конструкцій з випадковим розладом методом МОНТЕ-КАРЛО / О.О. Ларін // Вісник НТУ «ХПІ» Зб. наук. праць. Тематичний випуск: Динаміка і міцність машин. – Х.: НТУ «ХПІ», 2008. – Вип. 47. – С. 190-197.

15. Лукин Б.С. Об исследовании колебаний циклически симметричных конструкций методом конечных элементов / Б.С. Лукин // Вестник НТУ «ХПІ». Динамика и прочность машин. – 1979. – Вып. 31. – С. 12 – 21.

16. Медведовская Т.Ф. Прочность, динамика и ресурс несущих конструкций гидротурбин / Т.Ф. Медведовская, О.Н. Зеленская, А.В. Медведовский  // Проблемы машиностроения. – 2007. – Т. 10, № 3. – С. 49-55.

17. Миткевич В.М. Применение метода конечных элементов и разложений Фурье к расчету циклически симметричных конструкций из тел вращения и радиальных пластин / В.М. Миткевич, Т.Ф. Медведовская; АН УССР. Ин-т проблем машиностроения. – Харьков, 1981. – 47 с. – Деп. в ВИНИТИ 2.07.81, №3251.

18. Исследование динамики циклически симметричных несущих конструкций гидротурбин / Б.Я. Кантор, И.С. Веремеенко, Т.Ф. Медведовская, О.Н. Зеленская, Е.В. Еселева // Совершенствование физического моделирования: тр. междунар. науч.-техн. конф. – Х.: ИПМаш НАН Украины, 1997. – С. 503 – 506.

19. Эйгенсон С.Н. Экспериментальное исследование напряженного состояния ребер крышек гидротурбин поляризационно-оптическим методом / С.Н. Эйгенсон, В.Б. Титов // Энергомашиностроение. – 1978. – № 11. – С. 11 – 14.

20. Конечноэлементный анализ прочностных и динамических характеристик крупногабаритных несущих конструкций гидротурбин / И.С. Веремеенко, О.Н. Зеленская, Т.Ф. Медведовская, П.Н. Полтавцев // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: тр. междунар. науч.-техн. конф. – Х.: ИПМаш НАН Украины, 2000. – С. 502 – 508.

21. Метод конечных элементов в задаче определения радиальной жесткости циклически симметричных несущих конструкций гидротурбин / Т.Ф. Медведовская, А.В. Медведовский, Е.В. Еселева, О.Н. Зеленская // Проблемы машиностроения. – 1999. – Т. 2, № 1-2. – С. 58 – 63.

22. Мину М. Математическое программирование. Теория и алгоритмы / М. Мину. – М.: Наука, 1999. – 488 с.

23. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование / Д. Химмельблау. – М.: Мир, 1975. – 534 с.





DOI: https://doi.org/10.20998/2078-9130.2017.40.119714

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.