灯泡贯流机组的静态有限元分析，主要是计算灯泡体整体结构的变形和应力。主要内容有灯泡体的受力分析和荷载计算；用流体有限元法计算流道部件上的动水压力分布以及用静力结构有限元法计算灯泡体整体结构的变形和应力。
首先要建立有限元计算用的力学模型。作用于灯泡体的荷载有各部件的自重、水压力、水推力、发电机的扭力矩、偏心磁拉力和定子的温度应力。这些荷载除发电机的扭力是反对称于xoz平面外，其他荷载均对称于xoz平面。经受力简化后的灯泡体受力如图3-14所示。
其边界条件为：管型座上下立柱是用拉筋牢固地埋在混凝土基础中，故将上下立柱的边界条件简化为固支边界。即x、y、z三个方面的转角和位移均为0。
图3-14 简化后的灯泡体受力图
图3-15 灯泡体网格剖分图
发电机端冷却套下部有球铰支承，两侧有球铰横向支承（防震杆），将它简化为二力杆件，杆件和基础连接处为铰支边界。
发电机进人孔竖井与框架盖板用橡皮圈密封，限制进人孔竖井在水平方向的位移。
灯泡体的外表面是用钢板焊接成的薄壳结构，它承受外部的水压力面而产生薄膜内力；灯泡体内层设有轴向和环向筋板组成的椎架梁结构，作用在灯泡体的荷载主要由这些筋板来承担，因此将灯泡体简化为梁板的组合结构，冷却套下部的球饺支承和水平方向的支（防震）杆简化为二力杆。
由于灯泡体轴向和环向筋板较多，形成自然的网格，因此结构模型的网格剖分大部分是按实际结构的自然网格剖分。只有对个别连接部件，为适应剖分需要作适当调整。灯泡体网格剖分图见图3-15。(www.xing528.com)
一般坐标原点设在灯泡头的顶端，机组中心线为Z轴，垂直向上为X轴，按右手法则定为Y轴。结构模型沿轴向分为24段，环向根据轴向筋板数分为16～32份，共有1440个节点，968个板壳单位，829个梁单元和3个杆单元，总共4617个未知量。
灯泡体静力结构的有限元计算一般按4种荷载、7种情况进行计算，见表3-4。
灯泡体上的节点水压力计算分两种工况：一种是额定负荷工况与突然短路工况，其灯泡体流道的水流情况相同，在导叶前的流道用三维有限元流动分析计算其流速分布，然后根据伯努里方程和进口的边界条件求出灯泡体上各节点的水压力，在导叶区根据转轮进口环量计算导叶区灯泡体上的节点水压力；另一种是甩负荷工况，利用阿列维公式计算导叶突然关闭产生的导叶前的压力上升值和导叶后的压力下降值。
表3-4 有限元计算模式
上述工作完成后，即可利用fass程序，用位移法求解节点位移，进而求得内力、应力，绘制变形前后结构图，poss后处理程序则可进一步计算第四强度理论的相当应力。
一般要求灯泡体各节点位移应小于1mm；灯泡体筋板（梁单元）的最大应力应小于100MPa；板壳元的最大应力小于50MPa。图3-16、图3-17为灯泡体在额定工况和甩全负荷工况灯泡体前后变形图。
图3-16 额定工况下灯泡体前后变形图
图3-17 甩全负荷时灯泡体前后变形图
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