[发明专利]单波纹弹性油箱初始压力的温度补偿方法

摘要

本发明涉及一种单波纹弹性油箱初始压力的温度补偿方法。利用该方法可以对水电机组单波纹弹性油箱进行流固热多场耦合分析。根据分析得到的油箱初始压力、初始压力等效温升等数据，推导单波纹弹性油箱初始压力的温度补偿公式。根据公式计算温度补偿后的油箱初始油压。该方法推导了初始压力的温度补偿公式，补偿方法过程简洁；考虑了温度对油箱初始油压的影响，计算精度较高。对单波纹弹性油箱优化设计具有重要意义。

主权项

一种单波纹弹性油箱初始压力的温度补偿方法，其特征是：操作步骤如下：1)运用商业软件建立单波纹弹性油箱流固热多场耦合分析模型,模型选择油箱1/4轴截面为分析对象，油箱采用PLANE42单元；油采用FLUID79单元，油箱材料弹性模型为2.068e5MPa,泊松比0.3；油的弹性模量取1.5e3MPa，热膨胀系数取2.3e‑4；2)在对称轴(12)和对称面(11)施加对称约束，在油边界(13)施加完全约束，在油箱顶面(1)施加纵向约束，对油(10)施加试算温升T1；3)利用商业有限元软件进行求解，提取油箱顶面(1)的纵向支反力F1，并计算油箱初始油压等效温升，计算公式如下：T2=T1F1·F2]]>式中T2为油箱初始油压等效温升；T1为试算温升；F2为单波纹弹性油箱设计载荷；F1为试算温升得到的油箱顶面(1)的纵向支反力；4)在对称轴(12)和对称面(11)施加对称约束，在油边界(13)施加完全约束，在油箱顶面(1)施加纵向约束，对油(10)施加初始油压等效温升T2；5)利用商业有限元软件进行求解，提取单波纹弹性油箱理想运行工况的应力水平；6)在对称轴(12)和对称面(11)施加对称约束，在油边界(13)施加完全约束，释放油箱顶面(1)自由度，保持油(10)的初始油压等效温升T2；7)利用商业有限元软件进行求解，提取弹性油箱初始油压数值P0,以及应力水平；8)根据初始油压P0和初始油压等效温升T2，推导单波纹弹性油箱初始油压的温度补偿公式为：P=P0T2·(T-T0+T2)]]>式中P为温度补偿后的初始油压；P0为不考虑温度补偿的初始油压；T为充油温度；T0为机组安装时的油箱油温；T2为初始油压等效温升；9)根据单波纹弹性油箱初始油压的温度补偿公式计算温度补偿后的初始油压，上述步骤即为单波纹弹性油箱初始压力的温度补偿方法。