(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111355443.9 (22)申请日 2021.11.16 (71)申请人 西安热工 研究院有限公司 地址 710048 陕西省西安市碑林区兴庆路 136号 (72)发明人 何伟　肖俊峰　高松　李园园　 闫安　于飞龙　段静瑶　刘战胜　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 代理人 张宇鸽 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种针对燃气轮机拉杆螺栓螺纹的强度分 析方法 (57)摘要 本发明公开了一种针对燃气轮机拉杆螺栓 螺纹的强度分析方法， 包括以下过程： S1， 建立拉 杆转子的实体模型； S2， 根据拉杆转子的实体模 型， 建立拉杆转子的有限元模型； S3， 对拉杆转子 的有限元模 型依次施加单预紧力、 预紧力与重力 和预紧力与重力与旋转离心力的载荷； S4， 根据 有限元模型施加载荷过程汇中， 拉杆螺栓的螺纹 形变和应力变化情况， 得出拉杆螺栓螺纹的强度 结果。 充分考虑了拉杆螺栓工作条件 下的复杂载 荷情况， 能够得到准确量化的拉杆螺栓螺纹强度 分析结果， 可以为拉杆转子故障分析和改进优化 提供借鉴。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 114048656 A 2022.02.15 CN 114048656 A 1.一种针对燃气轮机拉杆螺 栓螺纹的强度分析 方法， 其特 征在于， 包括以下 过程： S1， 建立拉杆转子的实体模型； S2， 根据拉杆转子的实体模型， 建立拉杆转子的有限元模型； S3， 对拉杆转子的有限元模型依次施加单预紧力、 预紧力与重力和预紧力与重力与旋 转离心力的载荷； S4， 根据有限元模型施加载荷过程汇中， 拉杆螺栓的螺纹形变和应力变化情况， 得出拉 杆螺栓螺纹的强度结果。 2.根据权利要求1所述的针对燃气轮机拉杆螺栓螺纹的强度分析方法， 其特征在于， S1 中， 建立拉杆转子的实体模型的具体过程为： 对于各级轮盘和拉杆螺栓单独建模； 对需要进 行强度分析的螺纹位置， 单独建立螺母实体模型， 并还原螺栓、 螺母的螺纹细节； 对于其余 螺纹位置， 将拉杆螺 栓与螺母合并建模。 3.根据权利要求1所述的针对燃气轮机拉杆螺栓螺纹的强度分析方法， 其特征在于， S2 中， 建立拉杆转子的有限元模型的具体过程为： 依次对轮盘、 转轴、 拉杆螺栓和螺母各自建 立有限元模型， 再按照装配关系组合上述有限元模型， 得到拉杆转子的有限元模型。 4.根据权利要求1所述的针对燃气轮机拉杆螺栓螺纹 的强度分析方法， 其特征在于， 有 限元模型中， 网格采用结构化网格。 5.根据权利要求4所述的针对燃气轮机拉杆螺栓螺纹 的强度分析方法， 其特征在于， 对 螺纹位置处的网格进行加密， 加密后的网格尺度为螺纹内径的1/10～1/10 0。 6.根据权利要求1所述的针对燃气轮机拉杆螺栓螺纹的强度分析方法， 其特征在于， S4 中， 根据螺纹在靠近主轴侧与远离主轴侧的牙底与牙顶的变形和应力 分布情况， 量化得出 螺纹承载面在交变 应力作用下的应力变化情况。 7.一种针对燃气轮机拉杆螺 栓螺纹的强度分析系统， 其特 征在于， 包括： 实体模型建立模块， 用于建立拉杆转子的实体模型； 有限元模型建立模块， 用于根据拉杆转子的实体模型， 建立拉杆转子的有限元模型； 施加载荷模块， 用于对拉杆转子的有限元模型依次施加单预紧力、 预紧力与重力和预 紧力与重力与旋转离心力的载荷； 强度结果获取模块， 用于根据有限元模型施加载荷过程汇中， 拉杆螺栓的螺纹形变和 应力变化情况， 得 出拉杆螺 栓螺纹的强度结果。 8.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器 上运行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求 1至 6任意一项所述针对燃气轮机拉杆螺 栓螺纹的强度分析 方法的步骤。 9.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求 1至6任意一项 所述针对燃气 轮机拉杆 螺栓螺纹的强度分析 方法的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114048656 A 2一种针对燃 气轮机拉杆螺栓螺纹的强度分析方 法 技术领域 [0001]本发明属于燃气轮机检修领域， 涉及一种针对燃气轮机拉杆螺栓螺纹的强度分析 方法。 背景技术 [0002]重型燃气轮机转子通常采用周向分布式拉杆转子的形式， 这种转子的结构特点是 要分别在压气 机和透平的各级轮盘外缘附近沿周向均匀布置若干拉杆孔， 通过对应数量的 拉杆将压气机轮盘、 透平轮盘与主轴组合成非连续系统。 拉杆转子具有刚性高、 强度大、 重 量小、 制造安装方便的优点， 但部件接触面多， 而且需要施加较大的预紧力以保障转子扭矩 能够正常传递到轮盘和叶片上。 拉杆转子作为燃气轮机能量转化的核心部件， 其复杂的结 构和严苛的工作条件导致其成为燃机故障的主要来源之一， 而拉杆螺栓端部的螺纹位置应 力较高， 更容 易引起断裂故障， 后果比较严重 。 [0003]对燃机转子的传统分析方法往往采用连续转子模型， 然而这与多部件、 多接触面、 载荷复杂的拉杆转子实际应力分布有很大差异， 计算结果精度不够。 即使 是分离拉杆螺栓、 轮盘的建模方式同样不足以分析拉杆螺栓螺纹的强度问题。 国内外公开文献中对于拉杆螺 栓螺纹强度的研究仍比较少见。 发明内容 [0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点， 提供一种针对燃气轮机拉杆螺栓螺 纹的强度分析方法， 能够得到准确 量化的拉杆螺栓螺纹强度分析结果， 可以为拉杆转子故 障分析和改进优化 提供借鉴。 [0005]为达到上述目的， 本发明采用以下技 术方案予以实现： [0006]一种针对燃气轮机拉杆螺 栓螺纹的强度分析 方法， 包括以下 过程： [0007]S1， 建立拉杆转子的实体模型； [0008]S2， 根据拉杆转子的实体模型， 建立拉杆转子的有限元模型； [0009]S3， 对拉杆转子 的有限元模型依次施加单预紧力、 预紧力与重力和预紧力与重力 与旋转离心力的载荷； [0010]S4， 根据有限元模型施加载荷过程汇中， 拉杆螺栓的螺纹形变和应力变化情况， 得 出拉杆螺 栓螺纹的强度结果。 [0011]优选的， S1中， 建立拉杆转子的实体模型的具体过程为： 对于各级轮盘和拉杆螺栓 单独建模； 对需要进行强度分析的螺纹位置， 单独建立螺母实体模型， 并还原螺栓、 螺母的 螺纹细节； 对于其 余螺纹位置， 将拉杆螺 栓与螺母合并建模。 [0012]优选的， S2中， 建立拉杆转子的有限元模型的具体过程为： 依次对轮盘、 转轴、 拉杆 螺栓和螺母各自建立有限元模型， 再按照装配关系组合上述有限元模型， 得到拉杆转子的 有限元模型。 [0013]优选的， 有限元模型中， 网格采用结构化网格。说　明　书 1/5 页 3 CN 114048656 A 3