基于Ansys的水轮发电机组油压装置设计与分析开题报告

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1. 研究目的与意义

水轮发电机组油压装置由压力油箱和回油箱两部分组成，为了向水轮发电机组的液压机构及控制机组的各种液压自动化元件提供具有一定流量和压力的液压能，从而需要设计压力油箱。压力油箱的设计严格按照gb150《钢制压力容器》和《压力容器安全技术监察规程》进行，通过压力油箱设计能够熟悉压力容器的设计方法及相关标准。

由于各种工艺和结构上的要求，需要在压力油箱上开孔并安装接管。在安装接管等处几何形状及尺寸的突变，受内压壳体与接管处附近的局部范围内会产生较高的不连续应力，引起开孔附近区域应力集中，在容器上造成局部高压力，从而影响容器整体的承载能力，该部位很有可能成为设备的破坏源，因此对接管处等应力集中部位做详细的应力分析和强度评定是确保压力油箱安全运行必不可少的内容。若采用传统的压力容器应力分析方法求解相当复杂，且应力数值的计算不精确，可靠性不大。

采用ansys有限元分析软件建立压力容器的有限元模型，加载求解进行应力场分析对算出油压装置压力油箱椭圆形封头、开设人孔、接管等应力集中区进行应力分析。利用ansys的有限元分析和计算机图形学功能显示三维应力等值面，从而为水轮发电机组油压装置的优化设计提供充分的理论依据。

2. 国内外研究现状分析

福建农林大学机电工程学院的王苏潭、郭建钢、王琳基设计了一种水轮发电机组润滑系统,它用于油压装置,适用于外循环的润滑系统。采用润滑系统油压装置可取代重力油箱,能够有效地降低水电站厂房高度,以保证轴承良好的润滑。

2010年中航飞机起落架有限责任公司燎原分公司的吕少力设计了一种新型的开式结构的油箱,具有易清洗、易放油、散热快等优点,其结构设计具有新颖性和实用性。

西安科技大学的韩敏利用ansys有限元软件对压力容器进行应力分析，获得了压力容器的应力分布图，为压力容器的结构设计提供了可靠、高效的理论依据。安徽建筑工业学院土木工程学院的崔建华对压力容器接管区应力场有限元分析，为压力容器接管部位的设计和裂纹疲劳扩展分析提供了可靠依据。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）了解水轮发电机组油压装置的工作原理。

（2）拟定水轮发电机组油压装置结构草图。

4. 研究创新点

该新型油压装置采用先进的液压集成技术，将传统的油泵控制阀组用新型的插装阀取代，并将其设计成一个紧凑的油路块结构，可完成系统的压力控制及方向控制，实现油泵卸荷、电机空载起动、油泵过压保护等功能。