第一章 汽缸的强度计算 1
1-1 调节阀阀杆动应力及安全设计 1
目录 1
一、阀杆动应力计算 2
二、阀杆的安全设计 4
三、阀杆应力计算实例 6
1-2 汽缸壁厚及法兰尺寸的初步确定及计算 8
一、各部分尺寸的初步确定 8
二、汽缸法兰的初步计算 13
一、根据密封性要求计算螺栓初应力σ0 17
1-3 螺栓的蠕变及初紧力的计算 17
二、考虑法兰、螺栓温差时螺栓实际紧应力的计算 19
三、法兰最弱截面处的弯应力和压应力 21
四、法兰对汽缸主筒体应力分布的影响 22
1-4 汽缸端壁的应力与位移计算 23
一、简单估算 24
二、按二维壳体理论计算汽缸端壁的位移和应力 25
1-5 汽缸引出管处局部应力计算 35
一、引出管外段的局部应力计算 35
二、汽缸与引出管交界处的应力计算 37
1-6 汽缸壁与隔板持环交界处及隔板槽底应力计算 43
一、汽缸壁与隔板持环交界处的应力计算 43
二、隔板槽底应力计算 44
1-7 汽缸和法兰的热应力计算 47
一、汽缸热应力计算 48
二、汽缸中分面法兰的热应力 56
二、力和变形之间的关系 58
三、汽缸构件的热屈服和合理温升的控制原则 62
四、减小热应力的措施 64
1-8 汽缸材料和强度校核 65
一、汽缸构件安全系数的选取 65
二、汽缸构件的断裂判据和断裂安全校核 69
三、汽缸构件的材料 74
第二章 隔板的强度计算 80
2-1 隔板的简易估算 80
2-2 隔板挠度和应力计算 84
2-3 静叶的斜弯曲 90
2-4 隔板的详细计算 94
一、隔板各组成元件的承载情况 94
三、各方程组的变换 105
四、微分方程组的解 109
五、变形、力和力矩计算公式 113
六、应力计算公式 114
2-5 喷嘴的计算 115
2-6 隔板套的近似计算 118
2-7 隔板、喷嘴、隔板套及汽封体的材料及安全校核 120
第三章 汽轮机叶片强度计算 122
3-1 叶片的结构形式 122
一、叶片型线部分 122
二、动叶叶根 123
三、动叶顶部 125
四、叶片的连接件及其连接形式 125
3-2 叶片型线部分的应力计算 127
一、叶片的蒸汽弯应力计算 127
二、等截面叶片的拉应力计算 134
三、变截面叶片的拉应力计算 135
3-3 叶顶及连接件的应力计算 138
一、围带的应力计算 138
二、拉金的应力计算 140
三、叶片铆钉头的应力计算 141
3-4 有限成组叶片的弯应力计算 142
一、围带的反弯矩及叶片的蒸汽弯应力计算 142
二、拉金的反弯矩及叶片的蒸汽弯应力计算 147
3-5 叶片的安装计算 150
一、直叶片和短的变截面叶片的安装计算 151
二、中长变截面叶片的安装计算 153
3-6 考虑长叶片动态变形时的应力计算 166
3-7 叶片截面的几何特性计算 172
一、利用快速电子计算机计算叶片截面几何特性的方法 172
二、计算叶片截面几何特性的切比舍夫法 179
3-8 叶片的蠕变计算 182
3-9 叶根及轮缘的应力计算 186
一、倒T形叶根及轮缘的应力计算 186
二、外包倒T形叶根及轮缘的应力计算 189
三、外包双倒T形叶根及轮缘的应力计算 191
四、叉形叶根及轮缘的应力计算 197
五、枞树形叶根及轮缘的应力计算 200
六、末叶片叶根及轮缘的应力计算 207
3-10 叶片的工作条件及其损伤 211
3-11 叶片材料及安全系数的选择 212
二、安全系数的选择 216
第四章 叶片的振动 220
4-1 激振力产生的原因及其频率 220
一、单只叶片的振型 224
二、有限叶片组的振型 224
4-2 叶片的振动形式——振型 224
三、整圈连接叶片组的振型 225
4-3 等截面叶片的固有频率计算 226
一、等截面自由叶片固有频率的计算 226
二、等截面叶片组固有频率的计算 230
4-4 变截面叶片固有频率的计算 241
一、变截面自由叶片A0型振动频率的计算 242
二、用围带连接的变截面叶片组A0型振动固有频率的计算 248
三、用两根拉金连接的叶片组A0型振动固有频率的计算 252
四、围带和拉金连接叶片组A0型振动固有频率的计算 254
五、围带连接叶片组B0型振动固有频率的计算 258
六、叶片组A1型振动固有频率的计算 260
一、工作温度对叶片固有频率的影响 282
二、叶根连接刚性的影响 282
4-5 对实际工作叶片频率的修正 282
三、离心力对叶片固有频率的影响 285
4-6 避免叶片共振的方法及安全条件 286
一、避免叶片共振的方法 286
二、避免叶片共振的安全条件 294
1-7 按静应力和动应力对叶片进行安全校核 296
一、几个基本概念 297
二、安全倍率的计算 298
三、不调频叶片振动强度的安全准则 300
四、调频叶片振动强度的安全准则 301
1-8 叶片振动应力的计算 303
一、高频激振力的计算 304
二、单只叶片的振动应力计算 306
三、叶片组的振动应力计算 311
四、动应力公式中有关参数的确定 312
一、叶片材料的选择 312
4-9 工艺性和运行条件对叶片安全性的影响 316
第五章 长叶片的弯扭振动计算 317
5-1 自由叶片弯扭联合振动频率和振型的计算 317
一、自由叶片弯扭联合振动微分方程的推导 317
二、弯扭联合振动方程的数值积分解法 333
一、振动方程的推导 341
5-2 整圈连接叶片组的频率和振型计算 341
二、求叶片的动力刚度矩阵 346
三、求连接件的传递矩阵 348
四、具有一根整圈焊拉金叶片组的频率计算 351
五、具有一根整圈松拉金叶片组的频率计算 351
六、具有两根整圈焊拉金叶片组的频率计算 354
七、具有一根焊拉金和一根松拉金整圈连接叶片组的频率计算 356
八、具有两根整圈松拉金叶片组的频率计算 358
第六章 轮盘和转子的强度计算 362
6-1 基本力学微分方程的推导 363
6-2 等厚轮盘的应力计算 366
一、等厚轮盘的一般情况 368
二、等厚轮盘的几个特例 369
6-3 变厚度轮盘的应力分析 372
一、二次解法求轮盘应力 373
二、直接解法求轮盘应力 377
6-4 套装轮盘的应力分析 389
一、套装轮盘过盈量的确定 390
二、轮盘的应力计算 393
6-5 轮盘设计的改进 396
一、轮孔位移-应力分析 396
二、轮盘设计的改进 403
6-6 整体转子应力分析 407
一、整体转子的分段计算法 407
二、整体计算法的原理 408
三、简化的整体计算法 413
四、结构因素对整体转子应力的影响 414
一、轮盘与转鼓相接半径的选取 415
6-7 焊接转子的应力分析 415
二、转鼓部分力学微分方程及其解 416
三、转鼓位移方程积分常数的确定 417
四、转鼓各截面的应力及轮盘应力和型线 421
五、结构因素对焊接转子应力的影响 422
6-8 轮盘、转子热应力分析 424
一、热应力的基本方程 425
二、非稳定工况下的热应力 426
三、热应力疲劳问题 434
四、变厚度轮盘的热应力计算 437
五、轮盘的蠕变计算 439
6-9 汽轮机转子的寿命计算和寿命管理 440
一、计算步骤 440
二、转子寿命管理方法 441
6-10 轮盘和转子初步强度校核及材料 443
三、机组寿命的管理手段 443
6-11 轮盘和转子的断裂判据和安全校核 447
一、低周、高应力幅作用下疲劳裂纹的发生 448
二、轮盘和转子临界裂纹尺寸的确定 450
三、初始裂纹尺寸a0的确定 455
四、轮盘和转子的断裂判据 456
五、轮盘和转子剩余寿命的估算 456
六、断裂判据在安全校核中的应用 457
七、轮盘和转子钢的断裂韧性 459
八、轮盘和转子材料K1c的测定方法 461
7-1 有关转子振动的基本特性 463
一、转子临界转速的概念 463
第七章 转子动力学 463
二、单轮盘转子的临界转速 464
三、阻尼对转子振动的影响 469
四、多自由度转子振动的特性 476
7-2 多轮盘变截面转子临界转速的图解法 479
7-3 分析法求二支座转子的临界转速 489
7-4 轮盘回转力矩对临界转速的影响 499
7-5 支座弹性对转子临界转速的影响 502
一、敏感区与非敏感区 503
附录Ⅰ 动力工程常用单位换算表 503
二、支座刚度的变化 504
三、稳定区与不稳定区以及刚性和柔性支座 506
四、转子与支座刚度的选取与匹配 508
7-6 计算转子临界转速的通用方法 509
一、基本原理 510
二、计算方法及注意事项 513
三、单跨转子与轴系临界转速的关系 514
一、模化基本关系式 516
7-7 临界转速的模化方法 516
二、相似方程的具体应用 518
三、支座弹性的近似确定 519
7-8 转子的动平衡要求 519
一、转子系统振动的基本特点 520
二、转子允许的不平衡偏心力 522
三、允许不平衡质量的分配 524
7-9 转子—轴承系统的油膜振荡 525
一、油膜振荡的现象和特征 526
二、油膜振荡的机理 527
三、单质量系统的稳定性判据和失稳转速计算 530
四、油膜振荡的防止方法 535
8-1 电测法 540
第八章 实验应力分析 540
8-2 电阻应变片及转换原理 541
8-3 电阻应变仪及测量原理 542
8-4 应变测量 544
8-5 复杂条件下的应变测量 549
8-6 光弹性法 552
8-7 光弹性的基本原理 553
8-8 平面光弹性的应力计算 555
8-9 三维光弹性 558
附录Ⅱ 有限元分析法简例 569
参考文献 671