文档介绍：水轮机转轮叶片预成形设计与有限元分析申请上海交通大学博士学位论文研究方向:金属成形过程数值模拟博士生:董万鹏箧力罗矿衫年月专业牧霞庸すこ导师:陈军教授
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学位论文作者签名:船洲日期:沙/癣乡月砂日上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签彬⋯躲彬≯本学位论文属于一/日期:/口年夕月五日日期:多叫夕年多月≯日上海交通大学学位论文版权使用授权书保密口,在——年解密后适用本授权书。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。不保密曰。
秀妒纵,’阥≯月文糕髓缸钾秀出携肜孑上海交通大学博士学位论文答辩决议书托彳/∥馄笔档轿笔Φ轿笔口未通,过董万鹏同学的博士学位论文“水轮机转轮叶片预成形设计与有限元分析”是先进制造领域的前沿课题,取得了如下研究成果:步模拟法和基于相似原理的类等势场法,提出了一种预成形设计的新方法。给出了鸵镀坏群穸缺浣孛媾料的展开模型。⒉捎糜跋煜凳ê虯方程,通过热模拟压缩试验,构建了低碳马氏体不锈钢高温流动应力方程。⒔⒘俗B忠镀饶Q构痰挠邢拊7治瞿P停岢鐾ü诘懔η解动态压力中心的算法,为压力中心的优化设计和减轻偏载对成形性能的影响提供了基础。对成形载荷、能耗及生产效率进行了多目标优化设计,取得了较为明显的优化效果。⒉捎眯拚腁模型,考虑温度对磨损模型中参数的影响,分析了热模压模具的磨损情况,预测结果与工程实际吻合。本篇论文条理清楚,论据充分,结论正确,表明董万鹏同学已经掌握了本专业宽广深厚的基础理论和系统深入的专门知识,具有较强的独立从事科学研究工作的能力。作者在答辩中讲解清楚,回答问题正确。经答辩委员会讨论,一致通过董万鹏同学博士学位论文答辩,并建议授予其工学博答辩结沦:母通过⒔岷匣诶硐氤尚卫砺鄣士学位。董万鹏材料加工工程模具所会议室水轮机转轮叶片预成形设计与有限元分析董湘怀教授上海交通大学赵震崔振山周雄辉彭雄奇西北工业大学计伟志上海工程技术大学陈军。上海交通大学吴瑜工程师姓学科答辩地点论文题目投票表决结果:评语和决澹职务姓名职称单位/签名上席委员委成签秘书所在名学号指导教师..日期答辩会员/贝./,一’一’一一一·。.
水轮机转轮叶片预成形设计与有限元分析摘要转轮叶片是水力发电机组中的核心部件,形状复杂,尺寸厚薄不均,制造难度大。从产品设计、工艺规划到生产试制等多个环节中都存在着技术瓶颈,传统的工艺设计方法具有盲目性和试验周期长等缺点。本文基于数值模拟的方法,系统研究了转轮叶片热模压成形过程,提出了新的设计思路和方法,完成了水轮机转轮叶片的预成形工艺设计,建立了成形过程的有限元分析模型与多目标优化模型,并将计算结果、优化结果与工厂试制结果进行了对比分析与验证。本文取得的主要研究成果如下:针对妥B忠镀牟问疌模型,基于合模状态下的共同坐标,提出了新的水平基准的定位方式:以叶片工作面的进水边与下环交点为原点,出水边与上冠交点为嵯点作为参考定位。针对热模压模具,建立了模具向冷却水传递热流的数学模型,求解了冷却水流速度。为使整个成形过程中的模具温度不低于妫淙此魉儆Σ坏陀将基于理想变形理论的一步模拟法和基于相似原理的类等势场法相结合,提出了一种复合的预成形设计新方法。以一步模拟法反向计算外形轮廓尺寸,以类等势场法正向计算特征截面厚度分布,建立了不等厚度变截面的叶片展开坯料模型。中面模型展开计算采用可以表征弯曲作用的薄膜/板壳混合单元,摒弃了传统木模图中关于特征截面的展开计算方法,提高了叶片预成形设计的精度与效率。为确保实际生产中压力中心的波动始终处于设定的公差范围之内,提出了一种基丁刚塑性有限元法,通过计算实时节点力获取不等厚度板坯模压成形过程中动态压力中心的新算法。在软件上二次开发实现了该算法,给出了用户坐标系下压力中心的变化规律,为压力中心的优化提供了必要的信息。基丁金属材料热压缩试验结果,以分段函数的形式,建立了材料的高温流动应力模型。针对流动应力一应变曲线上升阶段和稳态阶段,分别采用了影响系数法和匠探⒘擞α赜诒湫挝露取⒂Ρ浜陀Ρ渌俾实氖П泶锸健@猛臣蒲У姆法分析并验证了新材料模型的可靠性。考虑温度对磨损模型中参数的影响,采用修正的P停治隽料热模压模具的磨损情况,发现模具磨损最严重处都位于模具同叶片出水边与下环