现代制造技术与装备：基于有限元法的发电机护环液压胀形数值分析
2023-11-04【作 者】许诗怡;邓忠林;刘春
【前 言】
护环是组成发电机的重要构件之一，起到固定绕组端部径向和轴向的作用[1]。护环在工作时高速旋转，承受巨大的离心应力及槽端线圈绕线对护环的迭加载荷。为避免因交变电流引起护环发热脱落，护环材料采用奥氏体无磁钢，所需要的超高力学性能只能采用冷变形强化方式达到[2-5]。
不少学者对发电机护环进行了相关研究。李玉坤等利用有限元法对汽轮发电机的转子护环的应力承受情况进行分析[6]；柳菲等对发电机转子护环及中心环的应力进行有限元分析和计算[7]；柴新华等利用有限元法模拟出工况下发电机护环的受力情况[8]。已有研究均未对护环高压胀形时的应力、应变、位移等进行有限元分析，本文研究填补了这方面的空白。本文利用有限元法对护环的液压胀形过程进行数值分析，模拟护环在高压胀形时的应力应变情况。
【结 论】
本文通过对材料为 50Mn18Cr5 的发电机护环进行液压胀形时的应力应变分析，得出以下结论：
1）使用有限元软件对护环的液压胀形过程进行仿真分析，得到了护环胀形过程中的应力、应变和位移的变化规律：随着应力的不断增大，护环的径向位移及应变值逐渐增大，且轴向的护环应变值及位移值由边缘向中间逐渐减小，整体的护环应变值及位移值由内向外逐渐减小。
2）通过有限元软件模拟得到的护环胀形过程中外径的变化曲线与实验得到的护环胀形过程中外径的变化曲线相近，最大误差为 8.8%，分析结果满足工程需要。
以下是正文：
