混流式水轮机压力脉动及叶片裂纹生长分析

姬中瑞; 曲力涛; 迟福东; 陈小翠; 杨春明

doi:10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2025.01.014

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混流式水轮机压力脉动及叶片裂纹生长分析

机电工程 | 更新时间：2025-10-23

- 混流式水轮机压力脉动及叶片裂纹生长分析
- 暂无标题
- 三峡大学学报（自然科学版） 2025年第1期页码：99-105
- 作者机构：
  
  1. 河海大学电气与动力工程学院
  2. 华能澜沧江水电股份有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(52271275);中国华能集团有限公司科技项目(HNKJ22-HF92)
- DOI：10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2025.01.014
  中图分类号： TK733.1
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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姬中瑞, 曲力涛, 迟福东, 等. 混流式水轮机压力脉动及叶片裂纹生长分析[J]. 三峡大学学报（自然科学版）, 2025,(1):99-105.
姬中瑞, 曲力涛, 迟福东, 等. 混流式水轮机压力脉动及叶片裂纹生长分析[J]. 三峡大学学报（自然科学版）, 2025,(1):99-105. DOI： 10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2025.01.014.

DOI：

摘要

目前，水轮机转轮叶片出现裂纹甚至脱落的情况时有发生，严重影响了电站的安全运行.本文以某水电站机组为研究对象，基于流固耦合理论和扩展有限元方法对该水轮机全流道及转轮结构进行仿真分析，提取不同运行工况下转轮叶片的压力脉动信息，进行其转轮结构强度及叶片疲劳裂纹扩展情况分析.研究表明转轮内部的压力脉动主要由转轮旋转、导叶出口不均匀流场以及低频尾水涡带所引起.在不同运行工况下，叶片所受应力分布大致相同，且均在叶片出水边与上冠以及下环交接处附近存在应力集中的现象.当转轮出水边靠近下环连接处出现裂纹时，裂纹会从出水边逐渐向转轮下环附近扩展，并最终发展为贯穿性裂纹.且叶片出现贯穿性裂纹所经历的载荷循环次数与应力大小以及裂纹的扩展形状有关.

Abstract

关键词

Keywords

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