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50基于谐响应分析的冲击式水轮机转轮共振预测2024.№2

基于谐响应分析的冲击式水轮机转轮共振预测

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王慧斌,李德友,段雪晴,宫汝志,王洪杰,罗红英,李正贵

(1.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,哈尔滨150001;

2.西藏土木水利电力工程技术研究中心,西藏林芝860000;

3.流体及机械工程省重点实验室(西华大学),成都610039)

[摘要]冲击式水轮机水斗的疲劳断裂与转轮的周期性振动密切相关。以六喷嘴冲击式水轮机模型机组

转轮为研究对象,采用基于模态叠加的谐响应分析法,获取转轮在实际工作载荷激励下的形变与应力响应并

评估薄弱部位,结合坎贝尔图确定共振转速。结果表明,在实际运行工况下转轮三阶模态振型最易被激发,

最大形变值为21.50mm,位于水斗尖端;七阶与八阶频率下被施加最大简谐载荷的水斗等效应力值较大,从

根部向水斗尖端缺口处递减,最大应力值出现在分水刃根部,发生明显的应力集中;坎贝尔图显示易发生谐

共振的转速为587r/min、660r/min、785r/min,在实际运行中应进一步测试与避免。

[关键词]冲击式水轮机;模态振型;谐响应分析;固有频率;坎贝尔图

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[中图分类号]TK735.1,TV734.1[文献标志码]A[文章编号]1000-3983(2024)02-0050-08

ResonancePredictionofPeltonTurbineRunnerbasedonHarmonicResponseAnalysis

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WANGHuibin,LIDeyou,DUANXueqing,GONGRuzhi,WANGHongjie,

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LUOHongying,LIZhenggui

(1.SchoolofEnergyScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China;

2.ResearchCenterofCivil,HydraulicandPowerEngineeringofTibet,Linzhi860000,China;

3.ProvincialKeyLaboratoryofFluidandMechanicalEngineering(XihuaUniversity),Chengdu610039,China)

Abstract:FatiguefractureofbucketofPeltonturbineiscloselyrelatedtoperiodicvibrationofrunner.

Takingtherunnerofasix-nozzlePeltonturbinemodelunitastheresearchobject,theharmonic

responseanalysismethodbasedon