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內容簡介

　　為瞭滿足火力發電廠汽輪機主要零部件的設計、安裝、調試、運行和檢修中涉及應力分析、振動分析、結構和材料的閤理設計與選用等三方麵內容，組織編寫《汽輪機強度計算手冊》一書。《汽輪機強度計算手冊》共分九章，主要內容：汽缸強度計算，介紹閥杆動應力及安全設計。汽缸壁厚及法蘭尺寸、螺栓蠕變及初緊力、汽缸端壁應力與位移計算，汽缸引齣管處局部、汽缸壁與隔闆持環交界處及隔闆槽底、汽缸和法蘭熱應力計算以及汽缸材料和強度校核；隔闆強度計算，介紹隔闆估算，隔闆撓度、靜葉斜彎麯、隔闆與噴嘴、隔闆套計算及安全校核；汽輪機葉片強度計算，介紹葉片結構、安裝、型綫應力、葉頂及連接件血力、成組彎應力、動態變形應力、截麵幾何特性、蠕變、輪緣應力等計算及其材料和安全係數選擇；葉片振動。介紹葉片激振力及其頻率、振動形式和應力、等變截麵固有頻率、頻率修正、共振方法及安全條件、安全校核；長葉片彎扭振動計算，介紹自由葉片彎扭聯閤振動頻率和振型計算、整圈連接葉片組頻率和振型計算；輪盤和轉子強度計算，介紹力學微分方程。等變厚輪盤、套裝輪盤、整體轉子、焊接轉子等應力分析，輪盤和轉子熱應力分析、斷裂判據與強度校核，轉子壽命計算管理；轉子動力學計算，介紹計算轉子共振轉速即臨界轉速的通用方法、圖解法、分析法、初參數法、模化方法，以及轉子動平衡要求、轉子一軸承係統油膜振蕩；實驗應力分析。介紹應力實驗分析的電測法、電阻應變儀及轉換測量原理、應變測量、光彈性法、三維光彈性；汽輪機組安全維護，介紹防止汽輪機本體及相關管道進水或積水、控製熱應力和差脹、固體顆粒對汽流通道的衝蝕、汽輪機通道部分積垢和轉子強烈振動。書後附有動力工程常用單位換算錶。
　　本手冊是從事火力發電廠汽輪機設計、安裝、調試、運行、檢修和教研等單位的生産人員、工人、技術人員和管理乾部等的必備工具書。

內頁插圖

目錄

前言
第一章 汽缸強度計算
第一節 調節閥閥杆動應力及安全設計
一、閥杆動應力計算（2）
二、閥杆安全設計（4）
三、閥杆應力計算實例（6）
第二節 汽缸壁厚及法蘭尺寸初步確定與計算
一、各部分尺寸初步確定（8）
二、汽缸法蘭初步計算（13）
第三節 螺栓蠕變及初緊力計算
一、根據密封性要求計算螺栓初應力（16）
二、考慮法蘭、螺栓溫差時螺栓實際緊應力計算（18）
三、法蘭最弱截麵處彎應力和壓應力（20）
四、法蘭對汽缸主簡體應力分布的影響（21）
第四節 汽缸端壁應力與位移計算
一、簡單估算（23）
二、按二維殼體理論計算汽缸端壁的位移和應力（24）
第五節 汽缸引齣管處局部應力計算
一、引齣管外段局部應力計算（32）
二、汽缸與引齣管交界處的應力計算（34）
第六節 汽缸壁與隔闆持環交界處及隔闆槽底應力計算
一、汽缸壁與隔闆持環交界處的應力計算（38）
二、隔闆槽底應力計算（39）
第七節 汽缸和法蘭熱應力計算
一、汽缸熱應力計算（42）
二、汽缸中分麵法蘭熱應力（50）
三、汽缸構件的熱屈服和閤理溫升控製原則（55）
四、減少熱應力措施（58）
第八節 汽缸材料和強度校核
一、汽缸構件安全係數選取（59）
二、汽缸構件斷裂判據和斷裂安全校核（62）
三、汽缸構件材料（68）

第二章 隔闆強度計算
第一節 隔闆簡易估算
第二節 隔闆撓度和應力計算
第三節 靜葉斜彎麯
第四節 隔闆詳細計算
一、隔闆各組成元件承載情況（87）
二、力和變形之間的關係（90）
三、各方程組變換（97）
四、微分方程組的解（101）
五、變形、力和力矩計算公式（104）
六、應力計算公式（105）
第五節 噴嘴計算
第六節 隔闆套近似計算
第七節 隔闆、噴嘴、隔闆套及汽封體的材料和安全校核

第三章 汽輪機葉片強度計算
第一節 葉片結構形式
一、葉片型綫部分（114）
二、動葉葉根（115）
三、動葉頂部（116）
四、葉片連接件及其連接形式（117）
第二節 葉片型綫部分應力計算
一、葉片蒸汽彎應力計算（118）
二、等截麵葉片拉應力計算（123）
三、變截麵葉片拉應力計算（126）
第三節 葉頂及連接件應力計算
一、圍帶應力計算（129）
二、拉金應力計算（131）
三、葉片鉚釘頭應力計算（132）
第四節 有限成組葉片彎應力計算
一、圍帶反彎矩及葉片蒸汽彎應力計算（133）
二、拉金反彎矩及葉片蒸汽彎應力計算（137）
第五節 葉片安裝計算
一、直葉片和短的變截麵葉片安裝計算（141）
二、中長變截麵葉片安裝計算（143）
第六節 考慮長葉片動態變形時應力計算
第七節 葉片截麵幾何特性計算
一、利用快速電子計算機計算葉片截麵幾何特性的方法（161）
二、計算葉片截麵幾何特性的切比捨夫法（167）
第八節 葉片蠕變計算
第九節 葉根及輪緣應力計算
一、倒T形葉根及輪緣應力計算（175）
二、外包倒T形葉根及輪緣應力計算（177）
三、外包雙倒T形葉根及輪緣應力計算（180）
四、叉形葉根及輪緣應力計算（186）
五、樅樹形葉根及輪緣應力計算（190）
六、末葉片葉根及輪緣應力計算（195）
第十節 葉片工作條件及其損傷
第十一節 葉片材料及安全係數選擇
一、葉片材料選擇（199）
二、安全係數選擇（203）

第四章 葉片振動
第一節 激振力産生原因及其頻率
第二節 葉片振動形式——振型
一、單隻葉片振型（210）
二、有限葉片組振型（210）
三、整圈連接葉片組振型（211）
第三節 等截麵葉片固有頻率計算
一、等截麵自由葉片固有頻率計算（212）
二、等截麵葉片組固有頻率計算（216）
第四節 變截麵葉片固有頻率計算
第五節 對實際工作葉片頻率的修正
第六節 避免葉片共振方法及安全條件
第七節 按靜應力和動應力對葉片進行安全校核
第八節 葉片振動應力計算
第九節 工藝性和運行條件對葉片安全性的影響

第五章 長葉片彎扭振動計算
第一節 自由葉片彎扭聯閤振動頻率和振型計算
第二節 整圈連接葉片組頻率和振型計算

第六章 輪盤和轉子強度計算
第一節 基本力學微分方程推導
第二節 等厚輪盤應力計算
第三節 變厚度輪盤應力分析
第四節 套裝輪盤應力分析
第五節 輪盤設計改進
第六節 整體轉子應力分析
第七節 焊接轉子應力分析
第八節 輪盤和轉子熱應力分析
第九節 汽輪機轉子壽命計算和壽命管理
第十節 輪盤和轉子初步強度校核及材料
第十一節 輪盤和轉子斷裂判據與安全校核

第七章 轉子動力學
第一節 轉子振動基本特性
第二節 多輪盤變截麵轉子臨界轉速的圖解法
第三節 分析法求兩支座轉子的臨界轉速
第四節 輪盤迴轉力矩對臨界轉速的影響
第五節 支座彈性對轉子臨界轉速的影響
第六節 計算轉子臨界轉速通用方法
第七節 臨界轉速模化方法
第八節 轉子動平衡要求
第九節 轉子一軸承係統油膜振蕩

第八章 實驗應力分析
第一節 電測法
第二節 電阻應變片及轉換原理
第三節 電阻應變儀及測量原理
第四節 應變測量
第五節 復雜條件下應變測量
第六節 光彈性法

第九章 汽輪機組安全維護
第一節 防止汽輪機本體及相關管道進水或積水
第二節 控製熱應力和差脹
第三節 避免蒸汽所攜帶的固體顆粒對汽流通道的衝蝕
第四節 防止汽輪機通道部分積垢
第五節 防止汽輪機轉子強烈振動
附錄 動力工程常用單位換算錶
參考文獻

前言/序言

　　《汽輪機強度計算手冊》是為保證火力發電機組中汽輪機主要零部件的安全運行而編寫的。強度計算主要解決三方麵內容，即：①限製零部件的應力，使其不超過零部件的實際承載能力；②限製零部件的變形和位移，使之不超過汽輪機許可的範圍；③根據外載的情況和構件承載性質確定零部件的結構尺寸和選用材料。因此，本手冊從應力分析、振動分析、結構和材料的閤理設計與選用三方麵進行論述，指導思想是零部件必須能在預定的使用年限內可靠工作。
　　在汽輪機零部件中，有的危險主要來自應力，如汽缸、葉輪及其輪緣、葉根、葉片等。其中葉片的應力是動載荷和靜載荷共同作用的結果，故對葉片必須進行振動條件下的安全性計算。有的除應力外，還由於大的變形和位移可能造成本身和其他接配零部件的損壞，如隔闆過大的變形將會損壞本身及葉輪；轉子～軸承係統發生共振，此時轉子本身內部的應力並沒有變化，但振幅可能很大，從而造成對支座及與轉子接配的汽封、隔闆、汽缸的損壞。因而，對轉子振動的計算目的主要是限製過大的變形和位移——振幅。
　　本手冊主要介紹國內汽輪機廠多年來的實踐經驗以及國際同行的試驗研究成果。全書共有9章和1個附錄，主要內容如下：
　　第一章是汽缸強度計算。除介紹汽缸壁厚的計算和法蘭螺栓的計算外，還對實踐中期待解決的問題，如調節閥杆動應力計算和安全校核、汽缸端壁的詳細計算、汽缸與引齣管交界處的應力計算、汽缸的熱應力計算、防止汽缸熱疲勞的方法、不同性質的應力對構件安全性的影響、汽缸構件的斷裂判據等，都給齣瞭具體的解決方法。
　　第二章是隔闆強度計算。除把以往使用的一種近似方法列入之外，還給齣瞭瓦爾計算法、詳細計算法、隔闆套的應力計算和噴嘴的應力計算。
　　第三章是汽輪機葉片強度計算。主要是對各類葉片各部分的應力進行瞭分析。在葉根計算法的討論中，糾正瞭某些國外書本上的錯誤公式，給齣瞭正確公式。同時，對如何正確地設計葉片纔能使葉片性能好、應力低、安全性高等問題作瞭說明。
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