往复式压缩机管道振动分析与优化

振动问题严重影响着压缩机管路系统的长周期安全运行。针对往复式压缩机管道振动问题,基于ANSYS有限元分析软件对振动剧烈的管路进行流体压力脉动计算与流固耦合模态分析。结果表明,诱发管路振动的主要原因是流体压力脉动频率和管道机械固有频率均落在了压缩机激振频率共振区内,增加防震管托的解决方案可以在一定程度上减弱管道振动,经对比不同约束位置的模态分析结果,确定了最合理的约束位置。     

基于有限单元法发动机曲轴橡胶扭转减振器分析

发动机曲轴轴系扭转振动不仅影响整机的运行安全,也是NVH分析的重要内容。针对某直列四缸发动机曲轴轴系进行研究,采用多种方法对扭转振动特性进行分析,分为自由振动、约束模态、激励强迫谐振等工况;在此分析的基础上,对橡胶减振器的性能参数和结构参数进行分析设计,并对安装扭转减振器后,曲轴轴系的扭转振动幅频特性进行分析,以检验减振效果。结果可知：理论分析、有限元模型分析表明,曲轴轴系扭转振动的前三阶固有频率为阶次328Hz、789Hz、2029Hz;有限元分析结果略大,但二者数值基本一致;在发动机轴系的二阶自振频率值处出现了较大的共振振幅;在主谐次下出现的最大振幅值要比次主谐次下的大一个数量级;加装扭振减振器的曲轴轴系,无论是主谐次激振力矩还是次主谐次激振力矩下,振幅值在二阶自振频率附近处都已经基本消失;而二阶振幅的最大值处虽然改变位置,最大幅值下降程度也很明显;表明扭转减振器的减振效果比较明显,为此类设计提供参考。     

无缝钢管加工过程中的动力学分析

应用ANSYS软件对切管机加工钢管时的振动情况进行了动力学的分析。建立了有限元的计算模型，确定了前5阶固有频率及振型，以工作频率和固有频率施加激振力，相应地得到钢管受迫振动的振幅，验证了夹持机构有较强的抗振动冲击能力．     

基于发动机曲轴轴系激振力矩减振器设计分析

曲轴扭转振动是发动机振动噪声的主要来源,对其加装减振装置可有效降低噪声并延长设备使用寿命。针对发动机激振力矩的来源进行分析。对激振力矩进行谐次分析,分析如何在无发动机动特性曲线的情况下得到发动机各谐次激振力矩的幅值与相位差。获得发动机转速范围内的主谐次与次主谐次激振力矩,基于激励力矩分析结果,设计硅油橡胶减振器主要参数,基于扭转振动测试台对减震器的减振效果进行分析,对比分析结果可知:根据根据轴系固有频率特性,在转速范围内主、次谐次为6谐次与5谐次;设计的硅油橡胶减振器,将轴系5、6谐次的扭振振幅最大值降低了51%以上;在发动机怠速工况下,前4谐次的振幅明显减小;试验结果表明所采用分析方法和设计过程的准确性,为此类设计研究提供参考。     

基于有限元法宽重型地毯织机耦联轴系动态特性分析

本文以地毯簇绒机耦联轴系为研究对象,采用SOLIDWORKS软件建立轴系的三维实体模型,并通过ANSYS有限元分析软件形成相应的三维有限元模型;通过对主轴系统进行模态分析和谐响应分析,计算出轴系前六阶的固有频率、振型及激振点的位移时间历程曲线,结果显示出主轴系统各部分结构振动的强弱分布以及抗振薄弱区,为地毯簇绒机的高速化研究及优化改进设计提供了理论依据。     

考虑预应力时风扇叶片模态特征分析

简要论述了模态分析的基本理论,建立了风扇叶片的有限元模型,通过对该模型进行模态分析,得到了叶片的固有频率和相应的模态振型,并分析了各阶振型下叶片的振动情况。考虑叶片旋转工作状态下离心力会产生预应力的影响,通过加载旋转力矩,求解了预应力下叶片的固有频率。利用不同转速下叶轮旋转对叶片激振频率的计算,同该状态下有限元计算所得的固有频率比较,分析了叶片的共振特性。     

往复压缩机管道振动测试分析

针对往复压缩机管系的振动进行了测试,得到振动位移数据和频谱特征,计算了该管系的气柱固有频率和结构固有频率,通过分析得到振动原因。并从削减激振力强度和优化管道动力特性两个方面阐述了减振措施。     

配气台管路系统气固耦合振动特性分析

针对配气台管路振动问题,采用传递矩阵法和有限元模态分析法,建立管道系统振动频率的计算模型。运用MATLAB,ANSYS和AMESim软件分析计算,得到气柱固有频率、结构固有频率及扰动频率三者之间的关系,确定配气台管路振动的原因,并提出有效的解决措施。研究表明:由于扰动频率与管路内气柱低阶固有频率相近,激发配气台管路剧烈共振,通过增加阻尼孔板和增加管路支撑,改变了管路内气柱固有频率和结构固有频率,有效的解决了配气台管路共振问题。     

往复压缩机级间管路的振动研究

依据平面波动理论,针对现有模型计算精度不足的问题对模型进行了修正,然后使用修正后的计算模型编制通用程序计算管路的气柱固有频率和气流脉动。借助有限元方法的离散思想,建立了往复压缩机管道振动模态及振幅分析的数学模型,提出了恰当的边界条件,利用有限元分析软件CAESAR对模型进行求解,获得了管道振动模态和振幅计算结果。应用上述方法对7M50-305/314型氮氢气压缩机级间管道系统进行了气体动力与结构动力的计算,并对管道系统各个位置的振幅进行了实际的测量。测量结果证实了修正后计算模型的正确性。     

基于扭矩测试的轴系扭转振动研究

对于低转速定频压缩机来说,激励倍频之间比较接近,采用集中参数法计算轴系固有频率时,容易因为计算误差导致分析结果与激励倍频重合,从而引发扭转振动共振导致压缩机故障,因此如何有效的计算并测试验证压缩机轴系扭转振动模型具有非常大的工程价值。本文利用无线应变测试仪测试了某压缩机轴系的动态扭矩并进行频谱分析,得到电机轴产生裂纹的原因。然后建立轴系集中参数模型,计算了轴系无阻尼固有频率值,判断出轴系发生了扭转振动共振。通过修改飞轮的转动惯量,避开了扭转振动共振,采用瑞利(Rayleigh)阻尼结合热动力计算结果计算了非共振工况下的扭转振动,在相同的压缩机工况及相同的位置再次对轴系扭转振动进行测试,对比测试结果和扭转振动计算结果进行分析,得到误差小于5%的结论,验证了轴系扭转振动模型有效。本文为压缩机轴系发生扭转振动过大或产生裂纹的故障提供了解决思路。     

丁烷往复压缩机出口管道的阻尼减振研究

针对天津某石化公司丁烷往复压缩机出口管道振动问题,阐述了压缩机出口管道振动的原因及危害,分析管道阻尼减振技术的减振原理.通过现场测量管道系统振动的情况,运用有限元分析软件对管道进行了模态计算分析,并结合实际情况,提出了管道振动的解决方案.运用阻尼减振技术,在不停机、未改变管线原有结构布置的情况下在管道的适当位置安装阻尼器,有效降低了管道系统的振幅,消除了管道振动产生的安全隐患.     

轧机主传动轴系扭振固有频率计算的有限元法

采用有限元法计算了直串式轴系和分支式轴系的扭振固有频率及其在冲击转矩作用下的转矩放大系数，与集中参数法的结果相比较，验证了用有限元法分析轴系扭振问题的可行性。最后使用有限元法计算了某钢厂冷轧机主传动轴系的扭振固有频率和转矩放大系数。     

透平机械三转子四支撑轴系不平衡振动特性

针对汽轮机、压缩机等透平机械三转子四支撑轴系经常发生不平衡振动现象,研究轴系中各转子振型不平衡的响应特性。采用有限元法构建三转子四支撑轴系动力学有限元模型,分别在各跨转子上施加一阶、二阶弯曲振型不平衡,分析高低转速下轴系的涡动轨迹,以揭示各转子振型不平衡与轴系振动响应的关联。通过搭建的三转子四支撑轴系转子振动实验台,开展各跨转子不平衡激励下轴系振动响应测试,分析共振点和幅、相频特性,得出结论:这类轴系跨内加重振动响应由轴系模态振型和激励类型共同决定,兼具有转子外伸端振动特性。该结论可为消除这类三转子四支撑轴系不平衡故障提供参考。     

泵源与机体共同激励下液压管路振动特性

车辆液压系统在工作过程中会受到车体振动与泵源液压脉动双重激励的影响,对压力波的传递及管网的振动产生重要影响。针对车辆液压系统泵源激励和车辆机体激励产生的振动进行分析,研究多源激励下管路的振动规律及压力波的传递规律。首先对泵源与机体共同激励下管路振动的计算方法进行了分析,将流体域动力学方程与固体域动力学方程进行组合,建立了流固耦合的总体动力学方程,然后对方程进行离散求解。基于理论推导,采用数值模拟的方法对液压管路的振动进行了分析,研究发现,液压系统在泵源谐波激励下的振动响应表现为宽频域的强迫振动,其谐波频率与泵源流体压力脉动频率保持一致,当泵源产生的压力脉动频率与液压管路的固有频率接近时,会激起管路结构大幅度共振响应。     

Dynamic analysis of a rig shafting vibration based on finite element

In recently, finite elements method (FEM) has been used most popular for analysis of stress, vibration, heat flow and many other phenomena. Taking a rig shafting as an example, this paper studies the lateral vibration of the rig shafting with multi-degree-of-freedom by using FEM. The FEM model is created and the eigenvalues and eigenvectors are calculated and analyzed to find natural frequencies, critical speeds, mode shapes and unbalance responses. Then critical and mode shapes are determined. Finally, responses of unbalance force are analyzed in case of undamped and damped system, and peaks of response are compared.     

压缩机出口管系振动分析及结构改进

针对某炼油厂压缩机管道在生产中,由于剧烈振动而导致开裂泄漏问题,进行了管系结构模态分析,结果表明管道开裂泄漏的原因为管系结构固有频率与激发主频率相近,形成了共振。共振使得管系薄弱环节处出现裂纹,经过累积损伤和裂纹扩展后,导致管道开裂泄漏。在此基础上提出了在不改变管系主特征条件下,进行减振设计和结构改进。管道结构经改进后,共振现象得到抑制,振幅明显减小,管道的安全性得到了保障。     

J102／1压缩机出口管线振动机理及对策研究

针对某石化公司J102／1压缩机出口管线发生异常剧烈振动进行了分析。通过现场观测。利用ANSYS分析软件对管线系统进行了模态分析,得出了管线的结构激振频率和固有频率及其振型,找出了压缩机出口管道振动的机理,最后结合现场情况对管线进行了合理的改造。     

混合动力挖掘机轴系扭振特性

建立了混合动力挖掘机轴系的有限元分析模型,对轴系前5阶模态进行了计算。计算结果表明：与传统挖掘机相比,混合动力挖掘机轴系的1阶模态频率下降了270Hz;前2阶模态的振型均为扭转振动。建立了混合动力挖掘机轴系的动力学仿真模型,对轴系的扭振特性进行了仿真研究。仿真结果表明：混合动力系统轴系存在周期性的扭振,扭角变化幅度为±0.003°,扭振频谱存在峰值,峰值频率约为48.9Hz。建立了混合动力挖掘机轴系扭振测试实验台,对不同转速下轴系的最大扭角进行了实验测试。实验结果表明：当混合动力系统轴系转速大于1100r/min时,轴系的最大扭角保持不变,约为0.003°;当混合动力系统轴系转速小于1100r/min时,轴系的最大扭角随转速的减小而增大;当轴系转速为896r/min时,轴系的最大扭角约为0.007°。     

复杂压缩机组轴系扭转振动分析及判定研究

简单的压缩机轴系扭振频率一般根据比率系数就可对其进行判定;而对于复杂的压缩机轴系来说,其转子数较多,固有频率阶次较高,若仅用比率系数对轴系进行判定,这些轴系的结构就需要进行调整,工作量和难度都较大.此时若进一步分析判断这些频率的敏感性,若不敏感,就可以判定该轴系稳定,无需进行结构调整.本文通过实例说明该方法的分析过程,并指出该方法能很大程度地提高轴系分析的精确度,也可以避免许多轴系结构调整的繁重工作.