汽轮机在启动和运行过程中经常面临振动过大问题,碰摩热弯曲故障是导致汽轮机转子振动过大最为常见的原因之一。对于大型汽轮机组,发生碰摩时转子受到的热冲击往往大于力冲击,转子受热冲击作用容易发生热弯曲导致碰摩加重。本文通过对碰摩转子温度场以及振动特性进行有限元分析得到碰摩热弯曲故障特性,对工程实际问题有指导意义。本文基于ANSYS对某660MW汽轮发电机组高中压转子轴承系统进行有限元建模,并进行模态分析,将模态分析得到的临界转速与现场数据进行对比以验证模型建立的准确性。研究了碰摩转子温度场。对有限元模型进行热-结构耦合分析,定量分析摩擦系数、动静间隙、转速对摩擦热的影响;对模型进行热分析,在摩擦热一定的情况下,研究转子导热系数、比热容、环境温度、对流传热系数对转子温度梯度的影响。对碰摩转子温度场进行有限元分析有利于理解碰摩热弯曲振动机理,便于进行后续的振动特性分析。研究了碰摩热弯曲故障振动特性。将碰摩振动响应和碰摩热弯曲振动响应进行对比,分析热弯曲对碰摩振动的影响,对比分析碰摩转子刚脱离碰摩时和脱离碰摩一段时间后转子温度场和振动的变化,得到转子温度梯度与振动大小的关系;对比分析不平衡振动、热弯曲振动以及耦合振动,得到不平衡和热弯曲故障的不同振动特征。最后运用有限元分析得到的部分结论对某碰摩热弯曲工程实例进行分析。