（四川省电力工业调整试验所四川成都610000；重庆市三峡水利电力学校重庆万州404000）
摘要：为校核某水电站水轮发电机组整体联合体的固有频率值及其相应模态，优化部件结构设计、避免机组共振、确保电站长期稳定运行等方面提供理论依据。本文采用FEM（有限元法），运用ANSYS分析软件，建立了整体联合体的有限元模型，对其固有频率值进行分析，发现其固有频率值均没有与电网主频、转频（额定转频、飞逸转频）激励源重合，故不会产生共振。
关键词：整体联合体有限元模型数值分析固有频率
1前言
某电站设计装机容量49.5兆瓦，设计年发电量2.38亿千瓦时，为优化水轮发电机组（水轮机型号：HLC300-LJ-320；发电机型号SF20-40/6200）整体联合体的结构设计、避免机组共振、确保电站长期稳定运行等方面提供理论依据，特校核其整体联合体的固有频率值及其相应模态。
2整体联合体模型
2.1几何模型
整体机组模型（如图1.a）主要包括转动部分和各支点的支撑部分，其中支撑部分包括定子、上机架联合体、下机架下导轴承联合体、蜗壳（座环）、顶盖及水导轴承支撑联合体，由于支撑部件所涉及的附属零部件数量较多、几何特征复杂、质量所占比例较少，故本分析采用体积不变质量等效的简化方法。
在机组转动部分模型中的推力轴承、上导轴承、下导轴承及水导轴承轴瓦与转动部分的接触处附近，各创建一辅助平面用于传递支撑部分与转动部分之间自由度的载体。
2.2FEM模型（有限元模型）
在进行有限元模型创建时，对上整体机组几何模型，包括转动部分和支撑部分均采用非线性四面体单元进行网格划分；对辅助平面采用非线性三角形面单元进行网格划分，共产生有限单元数427687，节点数806875，整体联合体的有限元模型分别如图1.b所示。
分析时，装配体之间的联接方式视为刚性联接，采用Bounded命令将各部件有限元模型进行联接。轴承的轴承体和轴瓦之间的法向刚度通过油膜刚度进行传递，采用弹簧单元（Body-to-body）进行联接。
[1]李春亭.NXCAE应用实战案例精粹［M].北京电子工业出版社，2009.
[2]王勖成.有限单元法[M].北京：清华大学出版社，2010.
作者简介：
1.唐榆东：1983年12月出生，男，中级工程师，硕士学位，主要从事水电及新能源研究
2.李培军：1983年3月出生，男，讲师，硕士学位，主要从事水力机械及教学研究
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