Комп'ютерне моделювання напруженого стану та оцінка надійності болтових з’єднань ротора та робочого колеса повортно-лопатевих гідротурбін

Анотація

Забезпечення безаварійної роботи гідроелектростанцій є важливим елементом стабільності роботи енергомережі. Гідравлічні турбіни часто використовуються для регулювання добових коливань у  споживанні електричної енергії. Саме режими запуску/зупинки гідроагрегату є найбільш небезпечними, і призводять до найвищих рівнів механічних напружень. Тому робота присвячена розробці детальних тривимірних моделей для оцінки напруженого стану болтових з’єднань робочого колеса, та визначенню на їх основі напруженого стану при різних режимах роботи гідроагрегату. Для визначення навантаження, що діє на болтове з’єднання використовується метод подібності, що спирається на відомі експериментальні дані. Визначення напруженого стану проводиться з використанням методу скінчених елементів. Розроблена тривимірна детальна скінчено-елементна модель враховує нелінійну взаємодію між з’єднувальними деталями: болтом, фланцем валу та тілом робочого колеса. Визначені напруження як функція часу, що виникають під час запуску/зупинки гідроагрегату та використовуються для оцінки ресурсу (в тому числі  залишкового) болтового з’єднання.