基于半山发电有限公司某机组高、中压转子结构,利用Ansys软件,建立了转子有限元计算模型,计算得出了转子温度场、应力场。根据应力计算结果,引进非线性连续力学损伤模型,计算了复杂应力状态下转子低周疲劳寿命。针对转子表面凹槽、轴肩和叶轮根部等过渡区域,研究了冷态启动过程中转子调节级和中压叶轮根部过渡圆角处Mises热应力、切向热应力集中系数瞬态特性,指出了热应力集中是影响热应力水平的重要因素,为在线监测提供了理论依据。 针对目前无中心孔转子在线监测应力计算理论中的不足,本文理论推导了无中心孔转子应力理论计算公式,并采用有限元方法进行了验证。根据已推导理论,对现有在线监测理论切向合成应力评判准则提出了异议,提出了在线监测应力计算准则,完善了转子在线监测理论,填补了国内无中心孔转子在线监测理论空白。 同时,从系统参数采集、在线应力计算理论和低周疲劳寿命损伤模型选用三方面分析了影响在线寿命监测系统可靠性的因素,评价了现有在线监测系统可靠性。首先采用有限元计算方法,建立了转子表面温度修正模型,计算了汽缸金属监测温度带来的温差,提出了温度修正公式,然后对比分析了在线系统应力计算结果与有限元应力计算结果,最后研究了在线监测系统切向热应力计算转子寿命损耗的依据和不足,提出了适当的改进方法。