水轮机转轮叶片的表面性能研究
水轮机叶片表面抗磨蚀技术研究现状
水轮机叶片表面抗磨蚀技术研究现状谌昀;周新;付青峰【摘要】水轮机叶片在运行过程中，由于受到高速水流的冲击、气蚀作用，以及水流中夹杂的泥沙等介质的摩擦和切削作用，造成叶片磨损、磨蚀破坏，形成局部腐蚀，从而影响水轮机的出力和运行效率，因此，对水轮机叶片进行表面处理是提高叶片抗磨蚀能力的有效方法之一。
从水轮机叶片磨蚀特征、磨蚀机理以及其影响因素等角度来说明水轮机叶片磨蚀破坏的本质，为水轮机叶片选材及耐磨蚀工艺的研究提供依据。
同时，还阐述了水轮机叶片耐磨抗蚀金属涂层的主要制备技术，并对未来表面处理技术提出展望。
%Water turbine blade in the process of operation were easy to make blade wear, abrasion damage and formation of local corrosion,due to the impact of the high-speed flow,cavitation effect, friction and sand in the stream media and cutting action,thus results to affect the turbine output and efficiency. Therefore,the surface treatment of turbine blade is one of the effective methods to improve the abrasion resistance of the blade. This article explain the essence of the turbine blade abrasion from the turbine blade abrasion characteristics,abrasion mechanism and its influencing factors,and it provides the basis for the research of turbine blade material and abrasion resistant technology. At the same time,also expounds the turbine blade abrasion resistance corrosion main preparation technology of metal coating,and surface treatment technology is put forward outlook in the future.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P593-597)【关键词】水轮机叶片;磨蚀;表面处理技术【作者】谌昀;周新;付青峰【作者单位】江西省科学院江西省铜钨新材料重点实验室，330029，南昌;江西莲花水轮机厂有限公司，337100，江西，萍乡;江西省科学院江西省铜钨新材料重点实验室，330029，南昌【正文语种】中文【中图分类】TG174水轮机中过流部件在运行一段时间后，普遍存在磨损磨蚀现象，其中尤以水轮机叶片最易产生磨蚀现象，这是因为水轮机叶片长期浸没于高速旋转的水流中，不仅受到高速水流的射流冲击、气蚀及机械力的作用，而且还受到水流中夹杂的泥沙等介质的摩擦和切削作用，造成水轮机叶片磨损、磨蚀破坏，形成局部腐蚀，从而使水轮机在运行中产生噪音、震动，降低水轮机的出力和运行效率，最终导致水电站机组安全稳定运行[1-2]。
水力发电站水轮机叶片性能的优化设计
水力发电站水轮机叶片性能的优化设计随着能源需求的不断增加，人们对清洁能源的需求也日益增加。
水力发电作为一个可再生的清洁能源，被越来越多的国家和地区采用。
水力发电的核心部件是水轮机，而水轮机叶片性能的优化设计对于水力发电的高效、可靠运行至关重要。
水轮机的叶片性能包括三个方面：效率、转速和压力损失。
优化设计应该从这三个方面进行改善。
水轮机叶片的优化设计需要同时考虑叶片的轮廓和材料，以达到最佳的性能。
叶片轮廓的设计在水轮机叶片性能的优化中起着至关重要的作用。
具有良好的气动外形的叶片可以减小负荷损失和阻力损失，提高转速和效率。
通常来说，叶片的厚度和弯曲程度会对水流的力量产生影响。
如果水轮机的叶片过于厚实或弯曲过大，水流很难流过叶片，导致阻力增加，从而导致效率降低。
因此，在设计叶片时需要注意叶片的厚度和弯曲程度，充分利用水流动能的同时尽量减小阻力损失，提高效率。
另外，材料的选择也对叶片性能的提升有着重要的影响。
由于水力发电站处于水环境中，水轮机的叶片需要具备足够的抗腐蚀性能和强度，以保证水轮机的长期运行。
因此，在材料的选择上要根据水环境的具体情况综合考虑。
优化水轮机叶片性能还需要考虑到水流的不同运动状态。
在不同的水流条件下，叶片的运动状态不同，因此需要通过合理的机械设计来适应不同情况下的水流运动。
换而言之，在新的声学设计方案中，需要考虑水轮机叶轮的连续运动状态以及不同水流下的运动状态。
优化一下水轮机叶片的设计，对于提高水轮机的效率、减小损失、提高发电能力等方面都会有很大的作用。
总之，水轮机叶片性能的优化设计必须是全面的，需要考虑各种因素的综合影响。
只有在实际运行中，利用科学的设计和制造技术来提升水轮机叶片的性能，才能够真正实现水力发电的高效清洁产能，并推动清洁能源的应用普及。
水轮机转轮叶片裂纹成因及对策分析
使水流环量大小和方 向发 生变 化 ， 在转 轮叶片 出水边 、 尾水管 内形成不稳定旋涡 。 当水流绕流 叶片 ， 由出 口边（ 圆形出水边） 出时 ， 流 便会 在 出 口边产生卡 门涡列 ， 涡交替 出现形成对叶 片 旋 侧向的交变力 ， 并形成有规则 的周期 性振动 ， 其 振动频率 与 叶片出 口边 的厚度 及流速有 一定 的关系 ，当 冲击频率与 叶片 自 频率相 同便产 振
这些 脉动压 力将引起叶 片的交变应力 。有资料 表明俄 罗斯 克拉斯诺雅尔斯克水 电站水 轮机转 轮 在非设 计 工况 下 ，动应力 达最 大 静应 力 的 １％。可见尾水管压 力脉动能 引起 一定幅值 的 ５ 交变应力 ，若这种激振频 率与叶片或下环 的固
有频率耦合 时 ， 必将诱 发更大的动应力 ， 造成 叶
片开裂。
３裂纹无损探伤检查 在大修时对转 轮进行无损探伤检查 ， 时 及
处理 缺陷 ， 消除事故 隐患是十分必要 的。 严重 的 和表面发现缺 陷的部位进行超声波探伤 。检验 裂纹 等缺 陷用 肉 眼和放 大镜 外 观检 查 即可 发 中发现 的裂纹等危险 陛缺陷应进行处理。 ４裂纹处理 现 ，但较细小 的缺 陷和内部的缺陷必须用无 损 探 伤检查。 常用的无 损检测方法有以下几种 ： 磁 ４ ． １阻止裂纹延伸 粉探伤 、 渗透探伤 、 超声波探 伤 、 金属磁记忆 、 射 通常裂纹的两端尾部 内应力接近材料 的极 线检测等。 裂纹易于产生的应力集 中部位 ， 叶 限强度 ， 如 在外力或热 应力的影响下还会继续延 必须在裂纹两 端打止裂孑 ， Ｌ孔径应不 片进水边正面 （ 压力分 布圃 靠近上冠处 、 叶片出 伸 。因此 ， ａ ｒ 水边 正面的 中部 、 出水边 背面靠近上冠 处 、 小于 ６ ｍ，裂纹清理过程 中如发现纹路有新 的 叶片 叶片与下环连接 区等部位 ，由于 透照布置 比较 的发展趋势应停 止清理 ， 加止裂孔 ， 再追 一般孔 困难 ， 不能用射线透照法进行无损探伤 。 根据水 深应 比裂纹深度大 ４ ６ ｍ －ｍ 。 轮机转轮叶片表 面比较粗糙 、结构复杂 和厚度 ４ ． ２裂纹清理及开坡 口 变化 大的特点 ， 一般应 采用渗 透 、 磁粉 、 超声 波 裂纹铲 除常用 两种方 法 ： 风铲和炭弧气刨。 和金属磁记 的方法进行无损检测。 风铲铲 除裂 纹所形成的坡 口较规则 ，易于保证 ３１超声波检测 ． 焊接 质量 ， 劳动强度 大 ， 但 速度 慢 ， 铲头 可根据 超声波探伤方法对裂纹 、 未熔合等 面积 型 裂纹 深度的不同而选用 ，坡 口要求规则平 滑并 缺陷 的检 出率 较高 ， 宜检验较大厚度 的工件 ， 用 ３％ 的硫酸或硝酸酒精清洗 ； 适 ０ 炭弧气刨 可对 但是对 于铸钢 、 氏体 不锈钢材 ， 奥 由于粗 大晶粒 较深 的裂纹 进行多次吹割 ， 这种方法操作 简便 ， 的晶界会反射声 波 ， 幕上出现大量 的“ 在屏 草状 速度快 ， 口内往往 有渗碳层 ， 但坡 要用异型砂轮 回波” 容易 与缺陷波混 淆 ，影响检测可 靠性 ， 磨削 。 ， 为了防止过热 引起变形 和裂纹扩展 ， 炭弧 限制 了超声波 探伤方法在铸钢制水轮机 转子叶 气刨 必须间断使用 。坡 口的形式应遵守焊 接工 片上无损检测 的应用 。 探测频率越高 ， 杂波就越 艺的一般要求 ，主要 根据裂纹情况 、 部位 和铲 显著 ， 为了减小 晶界反 射波的影响 ， 我们采用 了 除及施 焊方 便而定。裂纹清除后应进行着 色探 低频探头（５ ｚ ２ ＭＨ） ． ￣ 转子进行超声 波探伤 ， 伤 以确认裂纹是否全部清除干净 。 发现反射信 号以后再用高 频探头（ ｚ Ｓ ） 定 ＭＨ 进行 ４ ． ３补焊工艺 量 ， 证明这是可行 的。 实践 铸钢件超声波探伤衰 叶片补焊可采用 两种 方法 ， 是同种材料 一 减很大 ， 探伤时 只有满 足以下条件才 能检 测 ， 则 热焊 ， 方法工艺较 复杂 ， 这种 要进行焊前 预热 和 底波与林状 回波至少应有 ３ 分贝差。 Ｏ 焊后 热处理 ， 接条件较恶劣 ， 焊 但是 由于补 焊焊 ３ ２渗透探 伤 缝 的填充材料和被补焊母材基本一 致 ， 因此 ， 在 渗透探伤方法简单易行 ， 直观 ， 于 使用 过程中出现问题 的可能性较小 ；另一 种是 显示 适合 大型和不规则 工件 的检查和现场检修检 查。但 奥氏体焊条进行冷焊 。 冷补焊 工艺简单 ， 生产周 是 ，渗透探伤方法是利用 渗透能力强的彩色 渗 期短 。 补焊焊接过程 中不发生相变 ， 冷 且焊缝的 透液渗入到裂纹 等缺陷的缝隙 中，再利用 吸附 塑性较 好。因此 ， 案可不预热 ， 该方 简化 了补焊 能力强 的白色显像 剂 ， 渗透液吸 出来 以显示 工艺 ， 了铸 钢件受到大的热作用 ， 将 避免 从而减小 缺陷的 ，因此 ， 只能检查表面开 口的缺陷。 了被 焊件的应 力和变形 。奥 氏体焊条冷焊 工艺 ３ － ３磁粉探 伤 简单 ， 但是补焊 金属强度低于母材 ， 由于不预 且 磁粉探伤方法是利用工件磁化后 ， 在材料 热冷焊 ， 区的冷却 速度较大 ， 近缝 不可避免在补 中的不连续部位（ 包括缺陷造成 的不连续 性和结 焊 的近缝 区产生淬硬组织 ，给补焊接头 的性能 构、 形状 、 等原 因造成 的不 连续性） 材质 ， 磁力 线 带来不利影响 。 会发生畸变 ，部分磁 力线有可能逸 出材料表 面 ４ ． 冷焊工艺 ．１ ３ 形成漏磁场 ， 这时在工件上撒上 磁粉 ， 漏磁场 就 裂纹确认清除 干净 、 开坡 口 ， 后 按下列顺序 会 吸附磁粉 ， 形成与缺 陷形状 相近的磁粉堆 积 ， 进行补焊 ： 从而显示缺陷。 因此 ， 粉探伤适 用于铁磁材料 磁 ａ 补焊 区域进行 预热 ， ） 对 预热温度 为 １０ ０ 探伤 ， 可以检出表面和 近表面缺陷 ， 但是有些部 １０Ｃ ， ｑ 对挖补 区域可采用局部 加热 ， ５ 可用履带 位由于难以磁 化而无 法探 伤。 加热器进行 加热 ， 履带加热器 ， 若无 也可用 乙炔 综 上 所述 ，为 了保 证水 电机 组 的安 全运 焰在坡 口处来 回移动加热。 行 ， 到各种探伤 的优 点和局限性 ， 考虑 水轮机转 ｂ Ａ３７ ） ． 焊条进 行补焊 ， 用 ０ �
轴流式水轮机转轮叶片参数与性能的关系研究
原则及方法。
Ｒｅｅ ｒ ｈＯｌ ｌｔ ｎ ｏ ａ ｅＰ ｒ ｍｅｅ ｎ ｒｏ ｍａ ｃ ｆＫａ ｌｎ Ｒｕ ｎ ｒ ｓａ ｃ ｌＲｅａｉ ｆＢｌｄ ａ ａ ｔｒａ ｄ Ｐｅｆ ｒ ｎ ｅｏ ｐａ ｎ ｅ ｏ
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混流式水轮机转轮叶片疲劳裂纹控制研究
推广应用需要加强。本研究的成果在 某些程度上可以为混流式水轮机转轮 叶片的疲劳裂纹控制提供理论和实践 指导，但是这些成果还需要在更广泛 的范围内进行推广和应用。未来研究 可以开展更多的工程实践和技术推广 工作，将研究成果应用到更多的实际 工程项目中，以验证其可行性和有效 性
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《混流式水轮机转轮叶片疲 劳裂纹控制研究》
2023-10-28
目录
• 研究背景与意义 • 混流式水轮机转轮叶片疲劳裂纹概述 • 混流式水轮机转轮叶片疲劳裂纹检测方法 • 混流式水轮机转轮叶片疲劳裂纹控制方法 • 混流式水轮机转轮叶片疲劳裂纹控制技术展望 • 研究结论与展望
01
研究背景与意义
研究背景
降低故障率。
控制疲劳裂纹有助于延长转轮 叶片的使用寿命，提高水电站
的发电效率。
研究结果可以为混流式水轮机 设计、制造和运行提供理论依 据和技术支持，推动水力发电
领域的发展。
02
混流式水轮机转轮叶片疲 劳裂纹概述
混流式水轮机转轮叶片结构与功能
混流式水轮机转轮叶片是混流 式水轮机中的重要组成部分， 其结构通常由叶片、轮毂和盖 板等组成。
建立了完整的疲劳裂纹控制体系。通过综合应用上述研究成果，建立了一套完整的疲劳裂 纹控制体系。这个体系包括设计阶段、制造阶段、运行阶段和维护阶段等多个环节，对每 个环节都提出了相应的控制策略和控制方法。
研究不足与展望
研究仍存在局限性。尽管本研究在混 流式水轮机转轮叶片疲劳裂纹控制方 面取得了一些成果，但仍然存在一定 的局限性。例如，实验条件和实际运 行条件仍存在差异，这可能会影响研 究的准确性和可应用性。未来研究可 以进一步改进实验方法和条件，以更 准确地模拟实际运行情况。
水轮机叶片激光熔覆抗汽蚀涂层性能研究
水轮机叶片激光熔覆抗汽蚀涂层性能研究摘要：随着经济社会的发展，电力需求不断增加，同时电力建设也有了七英里的发展，导致几座大型骨干水电站竣工投产，水轮发电机组向规模化、高水平发展。
空化是长时间运行后水轮机流动部分常见的问题，严重影响了水轮机的性能和使用寿命。
提高金属材料抗气蚀性的方法有两种:一种是开发新的金属材料，它们具有优异的抗气蚀性。
其次，从材料组件的表面开始，它采用先进的表面设计方法，为过电流组件提供表面保护。
近年来，国内外学者对金属材料表面的反空泡涂层进行了深入的研究。
研究内容主要集中在利用现代表面改性技术，如表面激光重整技术、表面等离子体转换技术、热喷涂技术、硝化和表面焊接。
关键词：水轮机；激光熔覆；汽蚀；涂层性能；引言涡轮滑块是水轮发电机工厂的重要组成部分，涡轮发电机是整个水轮发电机工厂的重要组成部分。
在实际工作流程中，水流中沉淀物的磨损和空化是流道损坏的主要原因。
叶轮的磨损对涡轮流动的通道造成直接损害，降低涡轮的工作效率，增加涡轮动力的损失，引起涡轮装置的振动和噪音，从而大大缩短涡轮装置的寿命，缩短大修时间，消耗大量劳动力和金钱，造成一定的经济损失。
1研究背景水轮机在运行过程中主要遭受汽蚀及泥沙冲蚀这两种破坏形式。
在泥沙含量高或者石英砂比例高的流域一般以泥沙的冲蚀为主，如西北地区的黄河流域、云贵川的大渡河、瑞丽江、澜沧江等流域以及新疆玛纳斯河、克孜河等流域。
汽蚀破坏主要以气泡溃灭时产生的冲击、瞬间高温、腐蚀以及疲劳破坏为主，需要防护材料具有更高的结合强度、韧性及耐腐蚀性能等。
针对水力机械抗汽蚀，传统做法是采用0Cr13Ni4Mo等高强度不锈钢做为抗汽蚀母材，此类不锈钢材料已是目前在水力机械上应用的抗汽蚀性能最好的母材之一，但在一些运行工况下，仅采用抗汽蚀母材仍无法满足实际使用需求，如浙江紧水滩电站、石塘电站等。
表面涂层防护技术是近年来在水力机械过流部件表面应用较多的一项技术，并且也取得了一定的成效，研究表明与常规维护措施相比，高速火焰喷涂WC涂层技术具有较好的泥沙磨蚀防护效果；分析高速火焰喷涂技术在刘家峡水电厂抗磨蚀方面的应用，表明该技术可以提高水轮机过流部件的抗磨蚀性能；采用脉冲激光在CrNi⁃Mo不锈钢表面制备了NiCrSiB熔覆层，发现同样工况下熔覆层的汽蚀失重量为基材的37%。
潮流能发电装置叶片外形精度影响研究
叶片几何精度对于叶轮的动力输出特性有很大的影响,但目前还没有完善的标准和规范来测量叶片的外形精度。本课题基于海洋公益性专项资金项目“潮流能发电技术、海洋能与海水淡化耦合技术研究”等项目,对潮流能发电机外形尺寸精度影响进行了研究。
首先分析了叶素形位误差和扭转角误差对叶片动力特性以及叶轮动力输出的影响,确定叶片的测量精度要求,利用样板法对叶片几何精度进行测量,对样板进行受力分析确定样板的数量以及测量位置;然后根据测量要求设计叶片测量装置和固定装置,最后根据课题要求制造了150k W的样机对测量方法进行验证。本课题选定水平轴潮流能叶片几何外形测量方法方面的研究方向,分析和解决测量过程中的关键技术问题,为测量技术规程的制定奠定技术基础。
(3)对叶素离散点进行坐标变换,将不同的坐标系映射到同一坐标系中利用插值法对叶素外形进行拟合;。
本文主要研究成果和创新点如下:(1)分析了翼型不同区域对翼型水动力性能的影响,确定了对翼型水动力性能影响最大的区域,测量过程中该部分要重点关注;(2)基于叶素动量理论对叶片展长方向不同位置对叶片水动力性能的影响进行了分析。利用所建立的计算模型对潮流能发电机样机叶片进行了仿真,计算出沿叶片展长方向受力最大的区域,在后续测量过程中,对该部分进行采样点加密以保证测量精度。
Ni3Al合金在水轮机叶片表面抗汽蚀的研究和应用
Ni3Al合金在水轮机叶片表面抗汽蚀的研究和应用研究了Ni3Al基合金的抗汽蚀及泥沙磨蚀性能，试验出Ni3Al基合金手工电弧焊工艺，并在广西恶滩水电厂ZZ560-LH-800水轮机叶片上进行了工业性试验。
经1年运行考核，证明Ni3Al基合金的抗汽蚀性能优于普通不锈钢材料。
1 引言水轮机是水电站的主机设备，其运行性能的好坏，直接影响到水电站乃至电力系统运行的技术经济水平。
根据对我国运行的水电站现场调查表明：通流部件，特别是转轮的汽蚀破坏，是当前水轮机运行中最为突出的问题。
对于汽蚀问题，迄今为止，选择抗汽蚀性能高的材料制做水轮机转轮，或在过流面采取防护措施仍是改善水轮机汽蚀性能的有效手段之一。
然而，对于水轮机汽蚀损伤的修复，国内尚无理想的材料，为消除或减少汽蚀破坏对水轮机运行的严重不良影响，研究部门一直对抗汽蚀稳定性高的材料进行摸索研究。
冶金部北京钢铁研究总院承担国家863高技术新材料研究，研制出Ni3Al高温合金。
该合金为长程有序晶体，具有很强的形变硬化特性。
根据汽蚀产生的原理，该合金理论上可做抗汽蚀的防护材料，为此，广西电力试验研究院、冶金部钢研院和广西恶滩水电厂三家合作，致力于Ni3Al合金在水轮机抗汽蚀方面的应用性能研究。
2 试验内容2.1 抗汽蚀性能试验用Ni3Al、0Cr13Ni5Mo、18-8钢3种材料做成相同的试样进行24 h汽蚀试验。
试样均匀地布置在Φ320 mm的旋转圆盘试验机圆围上，转速为 3 000 r/min，试样中心的线速度约为 45 m/s，试验介质为自来水，通过循环冷却水使试验介质保持室温，试样在试验前后均进行 1 h 的100 ℃ 烘干处理，自然冷却后称重。
2.2 抗泥沙磨损试验Al合金与18-8钢分别做成Φ12 mm×100 mm的圆棒，在回转该试验把Ni3式湿磨料磨损试验机上进行，线速度为10 m/s，试验介质为自来水和石英砂，试验时间为36 h。
2.3 浑水汽蚀试验2.1及2.2试验不足以表明NiAl合金具有优良的抗汽蚀和抗磨蚀性能，为3Al材料做了进一步的浑水汽蚀试验。
水轮机转轮叶片裂纹分析及处理
水轮机转轮叶片裂纹分析及处理
水轮机转轮的叶片出现裂纹会严重威胁水电厂的安全经济运行。
通过对水轮机转轮叶片进行有限元计算分析，得出应力过于集中通常是叶片裂纹产生的主要原因，此外，叶片也存在设计、制造、运行方面的问题，为此，介绍了水轮机转轮叶片
裂纹金属无损探伤的常用处理方法和一般工艺。
水轮机转轮叶片裂纹的频繁产生，对机组安全运行构成很大威胁，也给电厂带来极大的经济损失，因此，分析裂纹产生原因，并对易产生裂纹部位进行无损探伤检查，对及时处理缺陷，消除事故隐患是十分必要的。
1裂纹产生原因分析
1.1应力集中
采用有限元计算分析得出，转轮在水压力及离心力的作用下，大应力区主要分布在转轮叶片周边上，按第三强度理论计算的相当应力沿叶片周边的分布。
转轮叶片存在四个高应力区，他们的位置在叶片进水边正面(压力分布面)靠近上冠处；叶片出水边正面的中部；叶片出水边背面靠近上冠处；叶片与下环连接区内。
1.2铸造缺陷及焊接缺陷
铸造气孔、铸造砂眼等在外部应力的作用下可能会成为裂纹源，造成裂纹的产生。
由于转轮叶片与上冠、下环的厚度相差大，在冷却过程中易产生缩孔、疏松等。
铸焊结构的转轮，若焊接工艺不当或焊工没有按照焊接工艺的要求进行焊接，在焊缝及热影响区也会出现裂纹。
水轮机的流场及叶轮叶片设计分析
水轮机的流场及叶轮叶片设计分析一、水轮机简介水轮机是一种转换水能为机械能的机器，是水力发电机组的核心，在能源产业中具有重要的地位。
水轮机主要由水轮机本体和水力机械附件两部分组成。
水轮机本体包括转子、导叶、壳体、轴承和机座等部件。
水力机械附件包括调速机构、导流门、水位计和进气管等部件。
根据水轮机工作原理，可将其分为反作用水轮机和作用水轮机两种类型。
反作用水轮机与作用水轮机不同之处在于，反作用水轮机与作用水轮机的工作原理相反。
反作用水轮机是将水方向分流意味着水流必须对冲传递机械能。
作用水轮机是将水沿叶形进口面的轴向流动转换成叶形出口面的径向流动，这样实现水能机械能转换。
二、水轮机流场分析水轮机的流场分析主要包括对水流动的分析和对水轮机叶轮叶片的分析。
1.水流动分析水流动分析是指对水在水轮机中的流动情况进行分析。
水流动分析包括对水流速、流量、受力情况和流线分布等项指标的确定。
流速是指水在水轮机中流动的速度。
流量是指单位时间内通过水轮机的水体积。
受力情况是指水流中的各种作用力，包括离心力、惯性力和粘性力等。
流线是指描述水流动轨迹的曲线。
2.叶轮叶片分析水轮机的叶轮叶片是实现水能机械能转换的重要组件，在水轮机的运转过程中扮演着重要的角色。
叶轮叶片的设计直接影响水轮机的效率、运行稳定性和生产能力，因此，叶轮叶片的设计十分关键。
叶轮叶片设计分析主要涉及叶片的尺寸和几何形状。
叶片的主要几何特征包括转速、半径和叶片的发展角等。
叶片的发展角是指叶片中心线与剖面平面的夹角。
通过合理设计叶片的尺寸和几何形状，可以使水流在叶轮叶片上产生强烈的反作用力，从而实现水能机械能的有效转换。
三、叶轮叶片设计要点分析水轮机叶轮叶片设计的要点包括合理确定叶轮的类型、选择合适的叶片导角和确定叶片的后掠角等。
1.叶轮类型选择叶轮的类型包括直流式叶轮、斜流式叶轮和轴流式叶轮等。
其中，直流式叶轮的叶片发展角固定，水流方向与叶片方向相同，适用于较小的水头和小流量。
水轮机水轮叶片的流动特性分析与优化设计
水轮机水轮叶片的流动特性分析与优化设计水轮机是一种将水流动能转化为机械能的装置，其核心部件之一是水轮叶片。
水轮叶片的设计与优化对于水轮机的性能产生重要影响。
本文将分析水轮机水轮叶片的流动特性，并探讨其优化设计。
首先，我们来了解水轮叶片的流动特性。
水轮叶片是水轮机中用于转换水流动能的部件。
在水流通过水轮叶片时，会产生一定的流动阻力和流动损失。
流动阻力是指水流通过叶片时所受到的阻碍，而流动损失则是指由于叶片形状不合理或粗糙表面导致的能量损失。
水轮叶片的流动特性主要包括叶片的流速分布、压力分布和流线形状。
对于流速分布来说，根据贝努利方程，流速与压力成反比。
因此，在叶片上表面，流速较快的地方压力较低，流速较慢的地方压力较高。
而水轮叶片的设计目标就是在保证强度和刚度的前提下，尽可能均匀地分布压力，以提高水流通过叶片时的能量转化效率。
另一个重要的流动特性是压力分布。
压力分布是指水流通过叶片时的压力变化情况。
一般来说，压力在叶片的进口部分较高，在叶片的出口部分较低。
这是因为进口部分受到了流体的作用力，而出口部分则有一定的速度，使得压力较低。
通过合理设计叶片的形状和角度，可以使得压力分布更加均匀，提高水轮机的效率。
最后，我们来讨论水轮叶片的设计与优化。
水轮叶片的设计目标是在保证叶片的强度和刚度的前提下，尽可能提高水流通过叶片的能量转化效率。
为了实现这一目标，需要考虑叶片的形状、角度和表面粗糙度等因素。
在叶片的形状设计方面，需要根据具体的工况条件和流体特性确定叶片的曲线形状和叶片角度。
一般来说，叶片的曲线形状应该尽可能接近水流的流线，以减小流动损失。
而叶片的角度则需要根据进出口压力和流速的要求进行合理调整，以实现压力分布的均匀和流速分布的合理。
另外，叶片的表面粗糙度也对水轮叶片的流动特性产生重要影响。
表面粗糙度会增加水流通过叶片的摩擦阻力，并增加流动损失。
因此，在叶片的制造过程中，需要对叶片表面进行光洁度处理，以减小流动损失，提高水轮机的效率。
转轮叶片裂纹分析,检测及处理
转轮叶片裂纹分析，检测及处理作者：王磊来源：《中国新技术新产品》2009年第06期摘要：转轮是水轮机核心部件，转轮的叶片出现裂纹会严重威胁水电厂的安全运行。
通过对水轮机转轮叶片进行有限元计算分析，得出应力过于集中通常是叶片裂纹产生的主要原因，此外，叶片也存在设计、制造、运行方面的问题，为此，介绍了水轮机转轮叶片裂纹无损检测的常用方法和一般工艺。
关键词：水轮机；转轮叶片；应力；有限元；裂纹；无损检测引言水轮机转轮叶片裂纹的频繁产生，对机组安全运行构成很大威胁，也给电厂带来极大的经济损失，因此，分析裂纹产生原因，并对易产生裂纹部位进行无损探伤检查，对及时处理缺陷，消除事故隐患是十分必要的。
1 转轮裂纹及现象小浪底某台机组小修期间，发现转轮的13个叶片出水边接近上冠处有11个叶片出现裂纹(后经着色探伤，确定另两个叶片也有轻微裂纹)，裂纹长度 100～400mm不等，大部分为贯穿(端面)型裂纹，所有裂纹形状相似，起始点在叶片负压面与出水端面交线上，距上冠约50mm，裂纹起始端与叶片出水边垂直，后端以不规则抛物线形向叶片中心延伸，其中有一个叶片同时出现沿焊缝方向的裂纹。
近期景洪1号机组也发现出水边靠近上冠部位以及靠近下环部位的裂纹，而且最近投产的大水电机组经常在转轮这些位置出现裂纹。
2 裂纹产生原因分析2.1 应力集中采用有限元计算分析得出，转轮在水压力及离心力的作用下，大应力区主要分布在转轮叶片周边上，按第三强度理论计算的相当应力沿叶片周边分布。
转轮叶片存在四个高应力区，他们的位置在叶片进水边正面(压力分布面)靠近上冠处；叶片出水边正面的中部；叶片出水边背面靠近上冠处；叶片与下环连接区内。
2.2铸造缺陷及焊接缺陷叶片原材料经加热模压，其中铸造气孔、铸造砂眼等在外部应力的作用下可能会成为裂纹源，造成裂纹的产生。
由于转轮叶片与上冠、下环的厚度相差大，在冷却过程中易产生缩孔、疏松等。
转轮上冠、下环与叶片均为马氏体不锈钢材料，焊条则是奥氏体不锈钢材料。
水力机械叶轮叶片流动控制技术的研究与应用
水力机械叶轮叶片流动控制技术的研究与应用1. 研究背景水力机械是利用水能转换为机械能的装置，其中叶轮是其核心部件之一。
叶轮叶片的流动控制对于提高机械的性能与效率具有重要意义。
因此，研究和应用水力机械叶轮叶片流动控制技术，对于提高水力机械的工作性能、减少损失以及保证安全稳定运行具有重要意义。
2. 研究内容（1）流动特性分析：通过数值模拟或实验方法，对水力机械叶轮叶片的流动特性进行分析，包括叶片表面静压分布、流动损失、流动速度等参数的获取和分析，为后续的流动控制提供基础数据。
（2）流动控制机理研究：分析叶轮叶片流动过程中的失稳现象和非线性问题，探究其产生的机理，并基于此研究出相应的流动控制方法。
（3）流动控制概念与原理：根据叶轮叶片流动特性和机理研究的基础上，提出一些新颖的流动控制概念与原理，为实际应用提供理论支持。
（4）流动控制技术开发：结合上述研究成果，开发相应的流动控制技术，包括设计新型的叶轮叶片结构、优化叶片表面形态、改良进口与出口等控制措施，提高水力机械的性能与效率。
3. 应用案例（1）提高水电站发电效率：通过研究叶轮叶片的流动控制技术，改善水电站的发电效率和性能。
优化叶轮叶片的流动特性，减小流动损失，提高水轮机的工作效率。
（2）减少水力机械损失：通过改进叶轮叶片的结构和表面形态，减小叶片表面阻力，降低损失，提高水力机械的安全性和可靠性。
（3）提升泵站的工作效率：通过研究叶轮叶片流动控制技术，优化泵站的叶轮设计，提高泵站的抽水效率和水力机械的工作性能。
（4）提高流量调节的精度：通过优化叶轮叶片的流动控制技术，改善水力机械的流量调节性能，提高流量的精确控制能力。
4. 研究意义与前景（1）提高水力机械的性能：通过研究和应用水力机械叶轮叶片流动控制技术，能够提高水力机械的发电效率、减少损失、提升工作性能，使其更加高效稳定地运行。
（2）节能减排：水力机械是清洁能源的重要装置，通过优化叶轮叶片流动控制，减少能源损耗，达到节能减排的目的。
水轮机叶片的设计与优化
水轮机叶片的设计与优化水轮机作为一种重要的水力发电设备，其性能的好坏直接影响着发电效率和产能。
而水轮机叶片作为水轮机的核心组成部分，其设计与优化更是关系到水轮机的整体性能。
本文将探讨水轮机叶片的设计与优化的相关内容。
1. 水轮机叶片的作用和特点水轮机叶片是水轮机中承担水动力作用的重要部件，其主要作用是将水流的动能转化为机械能。
叶片的设计与优化直接影响到水流的流线型和能量转换的效率。
叶片的特点包括如下方面：首先，叶片需要具备一定的强度和刚度，能够在高速流动水中承受水压及浪涌水冲击力；其次，叶片需要具备较好的水动力特性，包括叶片的进水效率、排水效率、转动效率等；此外，叶片还需要具备一定的防藻和防污能力，以保证叶片表面的光滑度和工作效率。
2. 水轮机叶片的设计流程水轮机叶片的设计流程一般包括几个基本步骤，包括需求分析、参数选择、几何构型设计、性能评估和优化等。
需求分析阶段主要是了解水轮机叶片的工作条件和要求，包括水流速度、叶片转速、叶片材料等；参数选择是根据水轮机的工作参数和性能要求，选择适合的叶片参数，包括叶片长度、弯曲半径、叶片数目等；几何构型设计是根据选择的参数，进行叶片的几何外形设计，包括叶片的曲线形状、叶片倾角、叶片宽度等；性能评估是通过数值模拟或实验测试等手段，对设计的叶片进行性能评估，包括叶片的水力特性、受力分析等；优化阶段是基于性能评估结果，对叶片的设计进行优化，包括调整叶片几何形状、改善叶片表面光滑度等。
3. 水轮机叶片设计中的数值模拟方法在水轮机叶片设计过程中，数值模拟方法起着重要的作用。
数值模拟可以有效地预测叶片的水力特性，优化叶片的几何形状，并对叶片的受力分析进行计算。
常用的数值模拟方法包括CFD（计算流体力学）方法和FEM（有限元方法）等。
CFD方法通过求解流动方程和边界条件，对水流在叶片周围的流动进行模拟和分析，从而得到叶片的水力特性。
FEM方法则主要用于叶片的结构分析，通过求解叶片的应力和变形等参数，评估叶片的强度和刚度情况。
叶片姿态可变水轮机实验数据分析
叶片姿态可变水轮机实验数据分析叶片姿态可变水轮机是一种全新的潮流能利用装置。
文章以叶片姿态可变水轮机的获能系数Cp为主要研究目标，以水轮机模拟样机的实验资料为基础，通过数学计算和统计对比的方法对实验数据进行分析研究，探讨关键參数对水轮机水动力学性能的影响，掌握叶片姿态可变水轮机的基本运行规律，求取水轮机最佳叶尖速比、最高获能效率等重要参数，为新型水轮机的理论研究和实际应用提供了有力的支持。
标签：叶尖速比；获能效率；叶片运动规律；叶片姿态可变水轮机Abstract：The variable blade hydraulic turbine is a brand new device that utilizes tidal current as the main source of energy. Based on the experimental data of turbine simulation prototype，this paper takes the coefficient of power （CP）of variable blade turbine as the main research subject，analyzes the experimental data by mathematical calculation and statistical comparison，and discusses the influence of key parameters on the hydrodynamic performance of the turbine，so as to master the basic operating rule of the variable blade turbine and obtain the most important parameters such as the optimum blade tip speed ratio and the maximum power efficiency of the turbine. This provides a powerful support for the theoretical research and practical application of the new hydraulic turbine.Keywords：blade tip speed ratio；power efficiency；blade operating rule；variable blade hydraulic turbine引言潮流能因其具有蕴藏量大、规律性强、便于大规模开发等优势，成为人们对海洋能开发利用研究关注的重点。
水轮机转轮叶片裂纹的产生原因及对策
水轮机转轮叶片裂纹的产生原因及对策摘要：我国水力事业近年来不断蓬勃发展，但其中还存在着一些未来需要攻克的问题，水轮机转轮叶片裂纹产生是其中一个重点，水轮机转轮叶片产生的裂纹不仅影响经济效益，也为整体机组的安全性埋下隐患，只有突破这个技术才能进一步推动水力事业的发展。
本文就水轮机转轮叶片裂纹的产生原因和解决方案做出分析建议，希望为水轮机转轮叶片裂纹的控制和解决提供参考依据。
关键词：水轮机；转轮；叶片；裂纹引言水力工程的安全因素至关重要，转轮是水轮机的重要组成部分，其轮毂与叶片过渡区域在力学性能上是整个转轮的薄弱环节，在机组运行过程中该区域容易发生裂纹现象。
面对水轮机长时间使用和其他复杂情况，转轮叶片上会出现裂纹，影响水轮机组正常运行，导致整个机组损坏乃至安全事故，对经济财产造成损失。
解决这个问题就要对裂纹产生原因进行研究，制定可行的防控机制，降低裂纹产生，提升工作效率和使用寿命。
1叶片裂纹产生原因1.1受力因素的影响混流式水轮机与转桨式水轮机不同，其叶片是由上冠和下环固定，无法根据水流和工作情况的变化进行调节，需要在设计好的工作程序中运行，如不设计工作情况则容易破坏无撞击进口和反向出口的最佳条件，水流方向和流量改变，容易在叶片出水处和末尾水管内部产生移动旋涡，旋涡轮流出现产生的交变力，交变力对于叶片冲击产生的频率时会产生共振效应，长时间的强烈震动最终导致叶片裂纹。
水轮机在使用过程中，所受到的作用力相对较大，在轮叶上端和下端都极易出现一些细小的裂纹。
如果不及时维修，就会造成裂纹的增大或加深，最终导致轮叶断裂，对整个系统的正常运行造成不利影响。
1.2泥沙对转轮的损耗泥沙会造成转轮的非正常损耗，损耗程度取决于泥沙量的多少。
通常来说，未经处理的水或多或少都含有一定量的泥沙，当含有泥沙的水流过水轮机时，会对管道造成相应的磨损，使管道出现变形、变薄等问题，严重的甚至会造成转轮轮叶损坏。
水中所含有的泥沙，除了会造成转轮的非正常损耗外，还会进一步加剧气蚀对转轮的破坏。
水力机械叶片翼型及转轮的数值模拟研究的开题报告
水力机械叶片翼型及转轮的数值模拟研究的开题报告一、题目水力机械叶片翼型及转轮的数值模拟研究二、背景介绍水力机械是将水能转化为机械能的装置，具有能源利用率高、无污染等优点，在现代化社会中得到了广泛的应用。
其中，叶片翼型及转轮是影响水力机械性能的关键元件。
对于水力机械的优化设计和性能提升，深入研究叶片翼型及转轮的性能是至关重要的。
传统的实验方法虽然可以获得比较准确的结果，但其费用和时间均较为昂贵。
而基于数值模拟技术的实验分析方法既可以大大降低成本和减少实验时间，同时还能够获得更为详细的信息，成为了当下研究叶片翼型及转轮性能的重要手段。
三、研究目的本研究旨在通过建立适用于水力机械叶片翼型及转轮的数值模型，并利用数值模拟技术对翼型的气动性能进行分析及对转轮的运动学和动力学特性进行研究，以揭示其在水力机械中的内在本质和工作状态，为其性能的优化设计提供依据。
四、研究内容1. 建立水力机械叶片翼型的数值模型，包括翼型的几何形状和流场参数等。
2. 利用计算流体力学（CFD）软件对叶片翼型进行数值模拟，分析其气动性能、水力性能等相关参数。
3. 建立水力机械转轮的数值模型，包括转轮的几何形状和运动学、动力学特性等。
4. 利用动力学分析软件对水力机械转轮进行数值模拟，分析其运动学、动力学特性等相关参数。
5. 对模拟结果进行分析和讨论，揭示叶片翼型及转轮在水力机械中的工作状态和性能。
6. 提出优化设计建议，以提高水力机械的性能。
五、研究计划和进度安排1. 完成文献研究和数据收集：4周2. 建立数值模型和进行模拟计算：8周3. 分析模拟结果和讨论：4周4. 撰写论文：4周总计：20周六、研究意义本研究将探讨水力机械叶片翼型及转轮的工作状态和性能特征，具有较高的理论意义。
同时，研究成果还将为水力机械的优化设计和性能提升提供依据，对于推进可再生能源的开发和利用具有重要的现实意义。
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２ ｏ． ０ ６№３
大 电 机 技 术
５ １
水轮机转轮 叶 片的表面性 能研 究
宋秀凤 ，张立娟
（ 尔滨大 电机 研 究所 ，黑龙 江 哈 尔滨 １０４ 哈 ５００）
［ 要］ 研究了表面超音速微粒轰击 （ 摘 纳米化 ） 和喷丸强化两种表面处理方法对疲劳性能的影响，并对沿
２２ 表面 强 化方法 ．
Ｒ ２３—２ ，其化学成分和热处理后的力学性能见表 Ｘ －０１Ｆ
ｌ 和表 ２ 。
经热处理后试样表面分别采用两种方法进行表面 强化处理 ，一种为超音速微粒轰击金属表面纳米化新 技术 ，另一种为喷丸强化。
维普资讯
５ ２
表面一定深度 内残余应力 的分布状态 、表面组织 、硬度 变化进行了分析 ，同时还对每种状态下的抗空化性能
进 行了试验研究 。
［ 关键词］ 超音 速轰击 （ 纳米化 ） ；喷丸 ；残余应力 ；疲劳性能 ； 空化
［ 中图分 类号］ Ｋ ３ ． Ｔ ７０５ ［ 文献标识码］ Ｂ ［ 文章编号］１０ ．９ ３（ ０ ６） ３０ ５ －４ ０ ０３ ８ ２０ ０ －０ １ ０
（ ｒ ｉ ｓｉ ｔ ｆ ａｇ ｅ ｔ ｃ ｌ ａ ｈ ｎ ｒ ， Ｈａｂ ｎ１ ０ ４ ＨａｂｎＩ ｔ ｕｅｏ ｒｅＥｌｃｒ ａ ｃ ｉ ｅｙ ｎ ｔ Ｌ ｉ Ｍ ｒ ｉ ５ ０ ０， Ｃｈｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｉ ｐ ｐ ｒｔｅｓｒａｅｔ ａｍ ｎ ｔｏ ｓｏ ｐｒｏ ｉ ａｔ ｌｓ ｏ ａｄｎ （Ｎ ｓｒｃ ： ｎｔ ｓ ａ ｅ，ｈ ｕｆｃ ｅｔ ｅ ｔ ｈ ｒ ｍｅｈ ｄ ｆｓ ｅｓｎｃｐｒ ｃ ｍｂ ｉｇＳ Ｃ） ｕ ｉｅ ｂ ｒ
ａ ｄ ｓ ｔｐ ｅ ｎ ｎ ｅ ｅ ｆｆ ｔｇ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｈ ｖ ｅ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ．Ａｎ ｈ ｉｔｉ ｕ ｉ ｔ ｔ ｆ ｎ ｈｏ ｅ ｎ ｇ ｏ ｆ ｃｔｏ ａ ｉ ｕ ｒ ｐ ｒ ｉ ｙ ａ ｅ ｂ ｅ ｅ ｅ ｈ ｄ ｒ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｒｂ ｔｏｎ ｓａ ｅ ｏ
三点弯曲疲劳试样 ，在 １ 高频疲劳试验机上进行 。 ０ｔ 试 样尺 寸 为 １ ０×１ ５×１０ ｍ，对 于塑 性材 料 而言 ，应 ２ｍ
力超过屈服强度 ，则发生塑性变形 ，因此 ，选择 的最 大 交变应 力 为 ５ ０ＭＰ ＜ ０ 。 ４ ａ ｌ ２
Ｉ ｖ ｓｉａ ｉｎｏ ｕ ｆ ｃ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ｄ ａ ｌ ｕ ｂ ｎ ｎ ｅ ｎ ｅ ｔ ｔ ｎＳ ｒ ａ ｅＰ ｏ ｅ ｔ ｆ ｇ ｏ ｅ Ｈｙ ｒ ｕｉ Ｔ ｒ ｉｅＲｕ ｎ ｒ ｃ
Ｓ Ｇ ｕｆｎ ，Ｚ ＮＧ Ｌ－ ａ ＯＮ Ｘｉ・ ｇ ＨＡ ｉ ｕｎ ｅ ｊ
表 ２ 钢板 料和精 炼铸造 料 的 力学性 能
为关键的技术难题。
２ 试验材料 与方法
２１ 试验 材 料 与热处理 方法 ．
试 验 材 料 选 择 转 轮 叶 片 用 马 氏 体 不 锈 钢 ０ ｒ３ ｉ ， Ｃ １Ｎ ５ Ｍｏ 采用精炼钢坯轧制成的钢板料及精炼铸
钢料 两 种状 态 。 热 处 理规 范 为 ：ｌ０ ℃正 火＋ ３ ℃一 次 回火 ＋ ９ ００ ６０ ５０ ℃ 二 次 回 火 及 ５０℃ 退 火 ， 热 处 理 炉 型 号 为 ： ８
ｃ ｖ ｔｔｏ ｒ ｓ ｎ ａ ａ ｉ ｎｅ ｏ ｉ ｉ ｏ
１ 引 言
我 国水 轮 机普 遍发 生 早期 疲 劳裂 纹 ，在 电站 实 际
表 １ 钢板 料和 精炼料 的 化学成 分 （ ％）
运行 中，水轮机转轮承受动载荷 ，水轮机在不 同程度 上都 存 在短 期 内 叶片 出现 裂纹 情况 ，裂纹 部位 大 多在
ｒ ｓ ｕ ｔ ｓ ｔ ｎｄ ｆ ｔ ｓ ｎ ｅｏ ｅ ｔ ｐ ｓ ｒａ ｅ， ｆ ｃ ｃ ｏｎ ｅ ｅ ｉ ｅ ｓ ｅ ｓｗｉ ｅ ｎ ｅｄ ｔ ｃ ｆ ｈ ｏ ｕ ｆ ｃ ｓ ａ ｅ ｍｉｒ ｓ ｕ ｔ ｎ ａ ｎ ｓ ａ ｇ ｄ ｒ ｉ ｈ ｉ ｉ ｉ ａ ｔ ｒ ｕ ｒ ｒ ｒ ｃ ｒ ｎｌｚｄ ａ ｅ ａ ａｙ ｅ ．Ａｔｔ ｅ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｍｅ ， ａ ｉ ｔ ｎ ｅ ｏ ｉ ｎ ｒ ｓｓ ｎ ｅ ｉ ｖ ｒ ｔ ｔ ａ ｅ ｎ ｔ ｓｅ ｎ ｉ ｃ ｖｔ ｉ ｒ ｓｏ ｅ ｉｔ ｃ ｎ ｅ ｅ ｙ ｓ ｅ ｈ ｓ ｂ ａ ｏ ａ ａ ｅ ｔ ｄ ａ ｄ
叶 片与 上冠 、下环 连接 焊 缝 附近 的 叶片母 材 上 。为 了 避免 裂 纹破 坏 的加 剧 ，电站不 得 不停 机并 花 费大 量人 力物 力对 叶片进 行修 复 ， 接影 响水 电站 的电力 生产 ， 直 给 电站 造 成很 大 的经 济损 失 ，而 且还 直接 影 响机 组 的 安全 运 行 。因此 ，水 轮机 转 轮 叶片 的抗疲 劳 措施 就 成
ｒ ｓａ ｃ ｅ ｅ ｅ ｈ ｄ． ｒ
Ｋｅ ｒ ｓ ｓｐｒｏ ｃｐｒ ｃ ｓ ｏ ａｄｎ （Ｎ ； ｈ ｔ ｅ ｎ ；ｅｉｕ ｅｓ ｆｔ ｕ ｒｐｒ ｙｗｏ ｄ ： ｕｅｓｎ ａｔ ｌ ｍｂ ｒ ｇＳ Ｃ） ｓｏ ｎ ｇ ｒｓ ｅ ｔ ｓ；ａ ｇ ｅｐｏ ｅｔ ｉ ｉｅ ｂ ｉ ｅ ｐ ｉ ｄ ｓ ｒ ｉ ｙ；
水轮机转轮叶片的表面性能研究
２０ № ３ Ｏ６
．
２３ 试 验方法 ．
２３１ 疲 劳试样 尺 寸及试 验方 法 ．． 为 了研 究 不 同表 面状 态 对疲 劳 性能 的 影 响 ，采 用
经过 自 身表面纳米化处理 ．在近表面区造成压应 力 ，存表面至大约 ３０ ０ ｍ 的区域内造成残余压应力