持久强度极限为基础的静强度评价标准【llJ,和以安全倍率为标准的转轮动强度校核准则。从发展的观点看,静强度评价准则存在较大的局限性,无法精细考虑转轮局部的应力和由于交变载荷产生的疲劳失效,而且动强度准则也是比较粗糙的。随着有限元方法的发展和完善,为水轮机转轮的设计和考核提供了强有力的工具。但是由于水轮机内部流动的复杂性,各种影响因素、各部件内部流场的相互作用,不可能在理论分析中考虑到各个的影响及其相互作用。因此,运用理论分析对转轮应力的计算还非常有限。模型试验和电站实测成了研究水轮机转轮应力的另一种重要方法。模型实验主要是通过一定的相似条件,对水轮机内部水流流动的规律进行模拟,从而对水力脉动、叶片振动进行观察,因而是水轮机叶片应力和振动特性研究的重要工具,通过它可以对水力振动、压力脉动规律等的研究和减少应力、振动的措施进行选择。但由于引起水力脉动、压力脉动规律等的因素尚不十分清楚,模型和真机的某些水力振动关系、部件几何形状等也不能完全模拟,因此,对重要场合可进行电站或中间机组的应力实测来确定,它是较核数值计算正确与否的有力证据。但是由于水轮机转轮应力测量是属于受高速水流冲击的旋转件的水下应变测量问题,加上在水轮机主轴的中心孔内布有接力器的操作油管,给装设和防护应变片、传感器等一次测量元件及引出测点的讯号等带来了较大的技术困难。与模型实验和电站实测方法相比,数值计算是具有投资小、研究周期短和精度易于提高等特点的另一种研究应力的有效方法。数值计算主要是基于计算机和流体分析软件,对水轮机流体流动和转轮进行数值模拟,得到水轮机转轮应力分布图,从而达到预测、解决振动和叶片裂纹的目的。这种研究方法自从出现以来,就显示出强大的生命力,得到迅猛的发展。近十多年来,随着三维有限元方法、计算机技术和计算技术的迅速发展,水轮机转轮应力的计算,刚强度设计开始由数值计算替代模型实验和电站实测的时期。
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