1、 一、 工程背景及水轮机叶片简介 图 1、为某型水轮机叶片的 CAD 模型。在发电工作工程中水流由进水口流向出水口，叶片承受水流的冲刷从而开始运动，这种运动通过传动轴传递到发电机，从而带动发电机工作发电。但是水轮机在工作仅仅一年多时间以后，就有数片叶片发生了疲劳断裂事故，使得水轮机不能正常工作发电，造成了一定的经济损失，同时也说明水轮机叶片在结构的设计方面确实存在不完善之处。然而，由于水轮机在水下进行工作，很难通过测量得方法获得叶片上应力和位移的分布情况，也就无法知道叶片为何会断裂，无法有效的改善叶片的几何结构。在这种情况下，长江水利委员会陆水枢纽局的委托我们对 LS591 水轮机叶片的进行
2、Ansys 有限元模拟计算，获得叶片的应力场和位移场的分布，从而为叶片断裂事故分析提供技术支持，并对叶片结构的改进提供具体方案。 传动轴 进水口 出水口 图 1、 CAD 模型 二、 ANSYS 简介及解题步骤 1、 ANSYS 简介 对于大多数工程技术问题，由于物体的几何结构比较复杂或则问题的某些特征是非线性的，我们很难求得其解析解。这类问题的解决通常具有两种途径：一是引入简化假设，但这种方法只是在有限的情况下是可行 的。也正是因为这样，有限元数值模拟的技术产生了。有限元方法通过计算机程序在工程中得到了广泛的应用。到 80 年代初期，国际上较大型的面向工程的有限元通用软件达到了几百种，其中著
3、名的有： ANSYS,NASTRAN,ASKA, ADINA,SAP 等。其中，以 ANSYS 为代表的工程数值模拟软件，即有限元分析软件，不断的吸取计算方法和计算机技术的最新进展，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为解决现代工程问题必不可少的有力工具。尤其是在某些环境中，样机试验是不方便的或者不可能的，而利用 ANSYS 软件，对这个 问题有了很好的解决。本文中水轮机叶片是在水下的环境进行工作，测量很难进行，利用有限元软件 ANSYS 这个问题得到了很好的解决。 2、 ANSYS 分析步骤 ANSYS 分析可以分为三个步骤： a、 创建有限元模型 （ 1） 创建或读入几何模型 根据实体模型按照给定的尺寸建立模型或者直接导
