应用有限元法建立了轴流式水轮机转轮体的力学模型,对比分析了几个典型的大型轴流式水轮机转轮体的应力水平和变形情况,对今后转轮体的刚强度分析及大尺寸转轮体的优化设计具有重要参考价值。

文中采用流固耦合方法建立了水轮机固定导叶水下动态特性分析的力学模型,系统地研究了水域尺寸对固有频率计算结果的影响,并定量地给出了水域模型的选择方法。研究表明,固定导叶在水下的模态振型与空气中基本一致,不同阶次的固有频率下降系数有所不同,且下降系数具有非线性的特点。

针对抽水蓄能电站水轮机结构的特殊性,建立了某抽水蓄能电站水轮机底环的有限元模型,并利用ANSYS软件对其刚强度和动态特性进行了有限元分析。根据底环材料机械特性给出了其刚强度有限元分析结果的考核准则,并判断刚强度分析结果是否满足许用要求。根据该水轮机参数,分析了水轮机底环动态特性仿真结果,并判定结构与激振频率产生共振的可能性。结果表明底环刚强度及动态特性均满足要求,分析方法合理,对抽水蓄能机组底环的设计具有指导意义。