由于汽轮机轴系是轴对称结构，因此其模型的建立相对比较简单。按照图纸建立其轴截面的几何形状，经过上述原则简化后的汽轮机轴系力学模型如图6-34所示。

图6-34　汽轮机轴系力学模型

利用有限元软件Marc的二维网格自动划分功能划分好汽轮机轴系轴截面的二维四边形网格，进行必要的网格优化和编号处理。再使二维四边形网格绕轴心旋转扩展生成三维六面体网格。本次汽轮机建模采用24次旋转扩展，每次旋转15°，最终生成汽轮机的三维有限元模型，如图6-35所示。该模型具有44937个节点、39120个六面体单元。

图6-35　汽轮机轴系有限元模型

由于发电机转子模型具有非对称性，存在大小轴向槽及周向半月形槽，所以发电机建模方式有所不同。先通过三维CAD软件Pro/Engineer建立其三维实体模型，导入网格划分软件Hyper Mesh进行网格划分，再将划分好的网格导入有限元软件Marc进行必要的前处理，经过追加附加质量单元，添加弹簧，完成发电机转子有限元模型的建立。该模型具有83866个节点、66334个六面体单元。发电机转子实体模型、网格划分结果、有限元模型分别如图6-36、图6-37、图6-38所示。

图6-36　发电机转子实体模型

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图6-37　发电机转子网格划分结果

图6-38　发电机转子有限元模型

挠性联轴器也是回转体，可通过旋转扩展的方式建立模型。先画好二维网格，使得该网格与低压缸转子、发电机转子的连接处的节点对应。再经过每次15°的24次旋转扩展，最终生成挠性联轴器的有限元模型，如图6-39所示。该模型具有19704个节点、16824个六面体单元。

将以上各个有限元模型合并到一起，再在连接处进行必要的粘接（GLUE）设置或者更改部分单元的节点设置，使得整个轴系连成一个整体，汽轮机轴系有限元模型如图6-40所示。得到的模型具有132011个节点、107686个六面体单元。

图6-39　挠性联轴器有限元模型

图6-40　汽轮机轴系有限元模型