[发明专利]一种立式水轮发电机组主轴支撑结构设计方法

权利要求书

1.一种立式水轮发电机组主轴支撑结构设计方法，其特征在于：包括如下步骤，1）建立主轴支撑结构的三维模型；2）对主轴支撑结构的三维模型进行网格划分及网格质量检测；3）对主轴支撑结构的三维模型进行有限元分析时的有限元边界条件进行设定；4）对主轴支撑结构的三维模型的进行有限元求解；5）对主轴支撑结构的三维模型进行迭代优化。

2.根据权利要求1所述的一种立式水轮发电机组主轴支撑结构设计方法，其特征在于：所述步骤1）中，在三维建模软件中，建立全球坐标系，绘制底环板和上环板，参照底环板和上环板的尺寸绘制所有筋板，最后运用United布尔运算功能将底环板、上环板和筋板进行粘合联接于一体而形成主轴支撑结构的三维模型。

3.根据权利要求2所述的一种立式水轮发电机组主轴支撑结构设计方法，其特征在于：所述步骤2）中，利用网格划分软件对主轴支撑结构的三维模型进行网格划分，并对底环板与筋板交接处、上环板与筋板交接处、上环板受力面以及底环板螺栓固定处进行网格局部细化处理，获取主轴支撑结构的网格模型，依据GB/T33582-2017《机械产品结构有限元力学分析通用规则》进行网格质量检查，通过调整四面体单元尺寸划分参数，控制其单元的长宽比不大于5.0，偏斜度不大于60°。

4.根据权利要求3所述的一种立式水轮发电机组主轴支撑结构设计方法，其特征在于：所述步骤3）中，将步骤2）中获得的主轴支撑结构的网格模型导入有限元分析软件中，对上环板受力面施加相应的力荷载，忽略主轴支撑结构自身重力的影响，同时固定底环板螺栓连接面，防止计算过程中出现刚体移动。

5.根据权利要求4所述的一种立式水轮发电机组主轴支撑结构设计方法，其特征在于：所述步骤4）中，利用有限元分析软件对主轴支撑结构进行有限元分析，获取主轴支撑结构整体等效应力分布图、整体位移分布图、笛卡尔坐标系下X方向位移分布图、Y方向位移分布图及Z方向位移分布图。

6.根据权利要求5所述的一种立式水轮发电机组主轴支撑结构设计方法，其特征在于：所述步骤5）中，基于步骤4）获得的有限元分析结果，并结合主轴支撑结构材质的力学性能参数，判断主轴支撑结构初步设计是否合理；如果有限元分析结果的最大等效应力值低于材料屈服强度的三分之二，则认为此结构是合理的，否则需要重新设计相关构件的结构尺寸，然后重复步骤2）至步骤4），直到主轴支撑结构满足要求。