第一章 汽缸强度计算 1
第一节 调节阀阀杆动应力及安全设计 2
一、阀杆动应力计算 2
二、阀杆安全设计 4
三、阀杆应力计算实例 6
第二节 汽缸壁厚及法兰尺寸初步确定与计算 8
一、各部分尺寸初步确定 8
二、汽缸法兰初步计算 13
第三节 螺栓蠕变及初紧力计算 16
一、根据密封性要求计算螺栓初应力σ0 16
二、考虑法兰、螺栓温差时螺栓实际紧应力计算 18
三、法兰最弱截面处弯应力和压应力 20
四、法兰对汽缸主简体应力分布的影响 21
第四节 汽缸端壁应力与位移计算 22
一、简单估算 23
二、按二维壳体理论计算汽缸端壁的位移和应力 24
第五节 汽缸引出管处局部应力计算 32
一、引出管外段局部应力计算 32
二、汽缸与引出管交界处的应力计算 34
第六节 汽缸壁与隔板持环交界处及隔板槽底应力计算 38
一、汽缸壁与隔板持环交界处的应力计算 38
二、隔板槽底应力计算 39
第七节 汽缸和法兰热应力计算 42
一、汽缸热应力计算 42
二、汽缸中分面法兰热应力 50
三、汽缸构件的热屈服和合理温升控制原则 55
四、减少热应力措施 58
第八节 汽缸材料和强度校核 58
一、汽缸构件安全系数选取 59
二、汽缸构件断裂判据和断裂安全校核 62
三、汽缸构件材料 68
第二章 隔板强度计算 73
第一节 隔板简易估算 73
第二节 隔板挠度和应力计算 77
第三节 静叶斜弯曲 82
第四节 隔板详细计算 86
一、隔板各组成元件承载情况 87
二、力和变形之间的关系 90
三、各方程组变换 97
四、微分方程组的解 101
五、变形、力和力矩计算公式 104
六、应力计算公式 105
第五节 喷嘴计算 107
第六节 隔板套近似计算 110
第七节 隔板、喷嘴、隔板套及汽封体的材料和安全校核 112
第三章 汽轮机叶片强度计算 114
第一节 叶片结构形式 114
一、叶片型线部分 114
二、动叶叶根 115
三、动叶顶部 116
四、叶片连接件及其连接形式 117
第二节 叶片型线部分应力计算 118
一、叶片蒸汽弯应力计算 118
二、等截面叶片拉应力计算 123
三、变截面叶片拉应力计算 126
第三节 叶顶及连接件应力计算 129
一、围带应力计算 129
二、拉金应力计算 131
三、叶片铆钉头应力计算 132
第四节 有限成组叶片弯应力计算 132
一、围带反弯矩及叶片蒸汽弯应力计算 133
二、拉金反弯矩及叶片蒸汽弯应力计算 137
第五节 叶片安装计算 140
一、直叶片和短的变截面叶片安装计算 141
二、中长变截面叶片安装计算 143
第六节 考虑长叶片动态变形时应力计算 156
第七节 叶片截面几何特性计算 161
一、利用快速电子计算机计算叶片截面几何特性的方法 161
二、计算叶片截面几何特性的切比舍夫法 167
第八节 叶片蠕变计算 171
第九节 叶根及轮缘应力计算 174
一、倒T形叶根及轮缘应力计算 175
二、外包倒T形叶根及轮缘应力计算 177
三、外包双倒T形叶根及轮缘应力计算 180
四、叉形叶根及轮缘应力计算 186
五、枞树形叶根及轮缘应力计算 190
六、末叶片叶根及轮缘应力计算 195
第十节 叶片工作条件及其损伤 198
第十一节 叶片材料及安全系数选择 199
一、叶片材料选择 199
二、安全系数选择 203
第四章 叶片振动 206
第一节 激振力产生原因及其频率 206
第二节 叶片振动形式——振型 209
一、单只叶片振型 210
二、有限叶片组振型 210
三、整圈连接叶片组振型 211
第三节 等截面叶片固有频率计算 212
一、等截面自由叶片固有频率计算 212
二、等截面叶片组固有频率计算 216
第四节 变截面叶片固有频率计算 226
一、变截面自由叶片A0型振动频率计算 227
二、用围带连接的变截面叶片组A0型振动固有频率计算 233
三、用两根拉金连接的叶片组A0型振动固有频率计算 237
四、围带和拉金连接的叶片组A0型振动固有频率计算 239
五、围带连接的叶片组B0型振动固有频率计算 242
六、叶片组A1型振动固有频率计算 244
第五节 对实际工作叶片频率的修正 266
一、工作温度对叶片固有频率的影响 266
二、叶根连接刚性的影响 266
三、离心力对叶片固有频率的影响 268
第六节 避免叶片共振方法及安全条件 270
一、避免叶片共振方法 270
二、避免叶片共振安全条件 278
第七节 按静应力和动应力对叶片进行安全校核 280
一、基本概念 280
二、安全倍率计算 282
三、不调频叶片振动强度安全准则 283
四、调频叶片振动强度安全准则 285
第八节 叶片振动应力计算 286
一、高频激振力计算 287
二、单只叶片振动应力计算 289
三、叶片组振动应力计算 293
四、动应力公式中有关参数的确定 293
第九节 工艺性和运行条件对叶片安全性的影响 297
第五章 长叶片弯扭振动计算 299
第一节 自由叶片弯扭联合振动频率和振型计算 299
一、自由叶片弯扭联合振动微分方程推导 299
二、弯扭联合振动方程的数值积分解法 314
第二节 整圈连接叶片组频率和振型计算 323
一、振动方程推导 323
二、求叶片动力刚度矩阵 327
三、求连接件传递矩阵 330
四、具有一根整圈焊拉金叶片组的频率计算 332
五、具有一根整圈松拉金叶片组的频率计算 332
六、具有两根整圈焊拉金叶片组的频率计算 335
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 336
八、具有两根整圈松拉金叶片组的频率计算 338
第六章 轮盘和转子强度计算 343
第一节 基本力学微分方程推导 344
第二节 等厚轮盘应力计算 348
一、等厚轮盘一般情况 349
二、等厚轮盘几个特例 350
第三节 变厚度轮盘应力分析 353
一、二次解法求轮盘应力 353
二、直接解法求轮盘应力 358
第四节 套装轮盘应力分析 372
一、套装轮盘过盈量确定 372
二、轮盘应力计算 375
第五节 轮盘设计改进 378
一、轮孔位移—应力分析 378
二、轮盘设计改进 385
第六节 整体转子应力分析 389
一、整体转子分段计算法 389
二、整体计算法原理 389
三、简化整体计算法 394
四、结构因素对整体转子应力的影响 395
第七节 焊接转子应力分析 396
一、轮盘与转鼓相接半径选取 396
二、转鼓部分力学微分方程及其解 397
三、转鼓位移方程积分常数确定 398
四、转鼓各截面应力及轮盘应力和型线 402
五、结构因素对焊接转子应力的影响 403
第八节 轮盘和转子热应力分析 405
一、热应力基本方程 405
二、非稳定工况下的热应力 407
三、热应力疲劳问题 414
四、变厚度轮盘热应力计算 416
五、轮盘蠕变计算 419
第九节 汽轮机转子寿命计算和寿命管理 419
一、计算步骤 419
二、转子寿命管理方法 420
三、机组寿命管理手段 422
第十节 轮盘和转子初步强度校核及材料 423
第十一节 轮盘和转子断裂判据与安全校核 427
一、低频率、高应力幅作用下疲劳裂纹的发生 427
二、轮盘和转子临界裂纹尺寸的确定 429
三、初始裂纹尺寸α0的确定 434
四、轮盘和转子断裂判据 435
五、轮盘和转子剩余寿命估算 435
六、断裂判据在安全校核中的应用 436
七、轮盘和转子钢的断裂韧性 438
八、轮盘和转子材料K1c的测定方法 440
第七章 转子动力学 442
第一节 转子振动基本特性 442
一、转子临界转速概念 443
二、单轮盘转子临界转速 443
三、阻尼对转子振动的影响 448
四、多自由度转子振动特性 455
第二节 多轮盘变截面转子临界转速的图解法 457
第三节 分析法求两支座转子的临界转速 467
第四节 轮盘回转力矩对临界转速的影响 477
第五节 支座弹性对转子临界转速的影响 480
一、敏感区与非敏感区 481
二、支座刚度变化 482
三、稳定区与不稳定区以及刚性和柔性支座 484
四、转子与支座刚度选取和匹配 486
第六节 计算转子临界转速通用方法 487
一、基本原理 487
二、计算方法及注意事项 490
三、单跨转子与轴系，临界转速的关系 492
第七节 临界转速模化方法 494
一、模化基本关系式 494
二、相似方程具体应用 496
三、支座弹性近似确定 497
第八节 转子动平衡要求 497
一、转子系统振动基本特点 498
二、转子允许不平衡偏心力 499
三、允许不平衡质量分配 501
第九节 转子—轴承系统油膜振荡 503
一、油膜振荡现象和特征 503
二、油膜振荡机理 504
三、单质量系统稳定性判据和失稳转速计算 507
四、油膜振荡防止方法 516
第八章 实验应力分析 517
第一节 电测法 517
第二节 电阻应变片及转换原理 518
第三节 电阻应变仪及测量原理 519
第四节 应变测量 521
一、主应力方向已知 521
二、主应力方向未知 524
第五节 复杂条件下应变测量 527
一、动态应变测量 527
二、高温电测 527
三、应变遥测法 529
第六节 光弹性法 530
一、概述 530
二、光弹性基本原理 530
三、平面光弹性应力计算 533
四、三维光弹性 536
第九章 汽轮机组安全维护 540
第一节 防止汽轮机本体及相关管道进水或积水 540
一、总要求 540
二、疏水系统 542
三、主蒸汽系统 542
四、再热器减温装置 542
五、机组盘车 542
六、再热前（冷段）蒸汽管道系统 543
七、抽汽系统和给水加热器 544
八、其他系统 544
九、检查和维护 544
第二节 控制热应力和差胀 546
一、转子温度场 546
二、蒸汽温度控制 547
三、转子热应力控制 547
第三节 避免蒸汽所携带的固体颗粒对汽流通道的冲蚀 548
一、超临界机组高温金属部件的蒸汽氧化 548
二、固体颗粒对汽轮机通流部分的冲蚀 549
三、减少固体颗粒冲蚀的措施 549
第四节 防止汽轮机通道部分积垢 550
一、杂质沉积机理 550
二、杂质影响 550
三、水质量要求 551
四、主机定期检查 554
第五节 防止汽轮机转子强烈振动 554
一、转子振动外部因素 555
二、转子振动内部因素 555
附录 动力工程常用单位换算表 556
参考文献 560