AI25~1.055鼓風(fēng)機(jī)抗震分析和評(píng)定許靜，孫磊，李錫華（中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，四川成都610041）055鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行抗震分析，并根據(jù)EJ/T1116―2000〈核設(shè)施通風(fēng)空調(diào)和氣體處理系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定。結(jié)055鼓風(fēng)機(jī)滿足規(guī)范的要求。

　　055鼓風(fēng)機(jī)；抗震分析；強(qiáng)度評(píng)定應(yīng)陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司的要求，對(duì)該公司設(shè)計(jì)制造的AI25>1.055鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行抗震分析和評(píng)定。采用有限元分析方法，應(yīng)用ANSYS軟件計(jì)算該鼓風(fēng)機(jī)的固有頻率；然后，采用譜分析的方法計(jì)算該設(shè)備地震響應(yīng)，并在自重和內(nèi)壓共同作用下計(jì)算應(yīng)力和變形；最后，根據(jù)《核設(shè)施通風(fēng)空調(diào)和氣體處理系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范〉》1116―2000）對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定。

　　1分析模型11結(jié)構(gòu)概述AI2-1.055鼓風(fēng)機(jī)為離心式風(fēng)機(jī)，安全等級(jí)為LS級(jí)，抗震類別為1A類，工作壓力為5500Pa.該鼓風(fēng)機(jī)主要由機(jī)殼（QT50-7）、葉輪（00Cr19Ni10）、底座體（Q345C）和電機(jī)等部件組成。電機(jī)質(zhì)量170kg，通過4個(gè)M16螺栓與連接擋板連接。葉輪由輪盤、輪蓋、葉片和軸套組成，通過軸套和軸與電機(jī)連接，最大外徑575m，葉片厚0003m.AI25>1.055鼓風(fēng)機(jī)尺寸為長寬高=1. 1m，總質(zhì)量626kg.風(fēng)機(jī)通過4個(gè)M16螺栓固定在地面上。

　　1.2力學(xué)模型分析系統(tǒng)采用殼單元（SHELL63）、體單元（SOLID95）和集中質(zhì)量單元（MASS21）建立有限元模型。機(jī)殼、葉輪和底座體采用殼單元模擬，這是本工作的重點(diǎn)分析部件；電機(jī)采用體單元模擬，在4個(gè)連接螺栓位置與連接擋板耦合。

　　其他非重點(diǎn)分析的部件，如接線盒，采用集中質(zhì)量單元模擬，將質(zhì)量施加在連接法蘭上。有限元模型及x、y、z坐標(biāo)方向示于。

　　13邊界條件AI2-1.055鼓風(fēng)機(jī)通過4個(gè)M16螺栓固定在地面上，所以，邊界條件為約束4個(gè)螺栓對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。

　　1.4材料特性分析模型共有4種材料，其力學(xué)特性列于表1.表中，材料的許用應(yīng)力S 2/3Sy，1/4xSu），其中，Sy為材料的屈服強(qiáng)度值，Su為材料的抗拉強(qiáng)度值。

　　2載荷條件1重力AI2-1.055鼓風(fēng)機(jī)受到的重力通過在垂直方向（z向）輸入重力加速度9 81m/s2而施加。

　　2地震載荷計(jì)算輸入的樓板譜由技術(shù)規(guī)格書121提供。SL1（阻尼比2%）和SL2地震反應(yīng)譜（阻尼比4%）列于表2.SL1地震的最大地面加速度為0075g，SL2地震為015g. 3內(nèi)壓1.055鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為5500Pa.表1材料的力學(xué)特性材料頻率/x Hz向加速度/ Hzy向加速度/（ms-2）頻率/zHz（向加速度/根據(jù)《核設(shè)施通風(fēng)空調(diào)和氣體處理系統(tǒng)機(jī)2.4載荷組合共有兩種載荷組合方式，分別對(duì)應(yīng)于運(yùn)行工況和事故工況（表3）。其中為工作壓力；DW為重力；SL1表示廠房運(yùn)行基準(zhǔn)地震；SL2表示極限安全地震。

　　表3載荷組合工況載荷組合工況載荷組合運(yùn)行工況事故工況階次頻率/Hz階次頻率/Hz148在B、D使用等級(jí)下的應(yīng)力限值列于表4.底座螺栓的材料是35CrMo鋼，螺栓許用應(yīng)力限值根據(jù)ASME規(guī)范I卷NI-3324 6以及附錄I-1335得到（表5）。

　　表4許用應(yīng)力限值工況許用應(yīng)力限值/MPa表5螺栓許用應(yīng)力限值工況應(yīng)力分類應(yīng)力限制/MPa工況剪應(yīng)力（fv）F注：Ftb為許用拉應(yīng)力；Fvb為許用剪應(yīng)力根據(jù)《核設(shè)施通風(fēng)空調(diào)和氣體處理系統(tǒng)機(jī)B、D使用等級(jí)下的允許變形列于表6.表中，dmax為設(shè)備不會(huì)喪失其預(yù)定功能所能承受的最大變形，本工作中，為設(shè)備間最小間隙。

　　表6變形限值使用等級(jí)變形限制使用等級(jí)變形限制4計(jì)算結(jié)果及評(píng)定41模態(tài)分析結(jié)果AI2-1.055鼓風(fēng)機(jī)模態(tài)分析結(jié)果列于表7.第1階x方向參與質(zhì)量最大；第4階y方向參與質(zhì)量最大；第7階z方向參與質(zhì)量最大。

　　4.2譜分析結(jié)果應(yīng)力分析結(jié)果及評(píng)定根據(jù)技術(shù)規(guī)格書，分別輸入SL1和SL2兩種地震樓板譜。將x、和z3個(gè)方向的計(jì)算結(jié)果用平方和的平方根（SRSS）方法進(jìn)行組合，再加上自重和內(nèi)壓，應(yīng)力計(jì)算結(jié)果列于表8.表8最大應(yīng)力響應(yīng)工況最大薄膜應(yīng)力/MPa最大薄膜加彎曲應(yīng)力/MPa運(yùn)行工況事故工況運(yùn)行工況下，最大薄膜應(yīng)力出現(xiàn)在底座體支撐板上，為9.46MPa

　　AI2-1.055鼓風(fēng)機(jī)由4個(gè)M16螺栓固定，螺栓的材料為35CrMo.根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在運(yùn)行工況下，螺栓受到的最大拉應(yīng)力ft=3055MPa

　　5結(jié)論分析表明，在考慮自重、內(nèi)壓和地震條件055鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)力和變形滿足《核設(shè)施通風(fēng)空調(diào)和氣體處理系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》

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