Численный анализ напряженно-деформированного состояния и оптимизация модели крышки поворотно-лопастной гидротурбины

Abstract

Разработана математическая модель крышки поворотно-лопастной гидротурбины. Градиентным методом с применением метода конечных элементов и циклически симметричной расчетной схемы проведена оптимизация и численный анализ напряженно деформированного состояния конструкции. При фиксированном количестве косых и малых ребер исследовано влияние на прочность крышки числа основных вертикальных ребер. Выявлено, что исходная конструкция имеет высокий запас прочности. Проведена оптимизация массы и номенклатуры материала конструкции.

Розроблено математичну модель кришки поворотно-лопатевої гідротурбіни. Градієнтним методом із застосуванням метода скінченних елементів й циклічно симетричної розрахункової схеми проведено оптимізацію й чисельний аналіз напружено-деформованого стану конструкції. За фіксованої кількості косих і малих ребер досліджено вплив на міцність кришки числа основних вертикальних ребер. Виявлено, що вихідна конструкція має високий запас міцності. Проведено оптимізацію маси й номенклатури матеріалу конструкції.

A mathematical model of the adjustable blade hydroturbine cover was developed. Optimization with the help of the gradient method using the finite element method and cyclically symmetrical calculation scheme and numerical analysis of the stress-strain state of the cover construction were carried out. The influence of a number of the main vertical edges at a fixed number of oblique edges and small edges on the strength of the cover was investigated. It was found that the initial construction has an overstock of a strength. Optimization of a mass and a nomenclature of construction material was carried out.