叶片干摩擦阻尼减振技术研究综述

采用干摩擦阻尼结构抑制燃气轮机叶片振动的方法得到国内外学者的广泛关注。从动力学模型建立、非线性振动稳态响应求解方法和阻尼减振试验等方面对叶片干摩擦阻尼减振技术进行了较为详细的综述,总结了干摩擦阻尼减振技术在理论计算和试验设计方面的研究现状,分析了干摩擦阻尼减振的影响因素,提出了阻尼减振技术所存在的技术困难。最后,归纳了国外阻尼减振技术的新思路、新方法,提出了叶片干摩擦阻尼减振技术在未来的应用前景和发展方向。     

阻尼胶板在汽轮机支承结构上的应用

阻尼减振技术作为工程上常用的振动控制措施之一,具有设备结构改动小、重量和体积增加较小,对振动、噪声具有较好的抑制作用等特点.根据汽轮机的结构特点,对汽轮机的支承结构应用SA-3阻尼胶板,通过显著增加支承结构阻尼,将汽轮机振动机械能转化为热能耗散掉,使对外输出振动能量得到衰减.设计并制造汽轮机支承结构阻尼胶板减振试验件,并利用激振器进行阻尼减振试验,试验结果表明,汽轮机支承结构应用阻尼胶板后,减振效果较为明显.     

基于ANSYS/LS-DYNA的带冠叶片碰撞振动特性的有限元分析

利用Ansys软件建立了带冠叶片组的三维有限元计算模型,并结合LS-DYNA软件进行了显式动力学碰撞分析,研究了碰撞阻尼减振效果与冠间间隙、激振力相位差和激振力幅值等振动系统参数之间的对应关系.结果表明:带锯齿型冠叶片间的碰撞阻尼可以有效抑制系统的振动,具有较明显的减振效果;有限元分析结果与相关的试验研究结果一致,证明所采用的有限元分析模型及方法是可行的.     

带端封挤压油膜阻尼器减振特性分析及试验

本文旨在建立工程可用的挤压油膜阻尼器(Squeeze File Damper,SFD)的计算模型以预测SFD的阻尼特性及减振特性,通过建立航空发动机带端封及周向油槽供油SFD的理论分析和数值仿真模型,并基于该模型对比分析了文献[1]中提供的带试验结果的两种SFD的阻尼特性,设计并制造了带有鼠笼弹性支承挤压油膜阻尼器的转子系统试验器,仿真分析了新设计SFD阻尼特性及转子稳态不平衡响应分析,通过试验研究了新设计SFD的减振效果,研究表明仿真分析结果与试验结果基本一致。     

透平叶片几种减振结构的阻尼特性试验研究

提出了一种叶片减振结构阻尼的测量和分析计算方法。对设计的4种减振结构的阻尼特性进行了实验研究和分析，表明：减振阻尼结构能有效增加透平叶片的阻尼。减振结构的阻尼与结构的几何形状有关，与结构之间的相对间隙有关。随着相对间隙从零增加至足够大的过程中，减振结构的阻尼性质和阻尼的大小都发生了较大变化。当相对间隙处在特定范围内时，阻尼系数达到极大值．碰撞减振结构使叶片的振动形态复杂化。引起叶片的拍振现象。图5参8     

自带冠叶片碰撞减振过程阻尼特性实验研究

自带冠技术是一种提高汽轮机叶片可靠性的先进技术。为了定量描述自带冠叶片碰撞减振过程的阻尼特性,在实验台上进行了一系列的叶片碰撞减振实验,在不同转速、不同载荷和不同叶冠间隙的情况下,测量叶片同一位置的应变大小,获得叶片在不同实验条件下的振动对数衰减率,通过比较对数衰减率的大小来比较不同工况下的叶片振动阻尼大小。通过实验,获得了不同参数下的碰撞减振效果,证明了叶片的自带冠是一种很好的碰撞减振阻尼结构。实验研究还表明,当相邻两个自带冠叶片的冠间间隙很小时,叶片动态应力对负荷大小不敏感;冠间间隙不对称能够改善减振效果。     

汽轮发电机组轴系扭振主动控制模拟实验研究

在理论分析的基础上建立了国产２００ＭＷ汽轮发电机转子轴系扭振主动控制模拟试验台,并在该试验台上进行了阻尼减振和主动控制减振等多项实验研究,结果表明主动控制可以有铲地抑制汽轮发电机组轴系的扭振。     

主动式扭振动力减振器

本文提出了一种主动式扭振动力减振器,为提高内燃机减振性能探索新的途径。减振器固有频率是可以调谐的,并等于干扰频率,因而在减振器无阻尼时,主系统位移恒等于零,减振器具有减振惯量小,工作范围宽,对阻尼参数不敏感等优点,因而适合于扰频变化较大而对减振效果又有较高要求的场合。给出了参数确定公式,并从理论上探讨了将减振器用于8V-130柴油机曲轴系统的减振效果。     

阻尼叶片振动特性及优化研究

建立了阻尼叶片振动特性数学模型,通过算例及实验验证了该模型用于计算阻尼叶片振动特性的可用性,对影响减振特性的参数μ、N0、α进行数值分析,数值计算表明,优化参数μ、N0、α,当满足一定的关系,能达到最佳的减振效果。     

带平行冠叶片的干摩擦阻尼特性研究

基于"滞后"弹簧摩擦模型,分析了带平行冠叶片的干摩擦阻尼特性。通过接触分析获得冠间的摩擦力和相对滑移量,进而求取冠间的等效阻尼和等效刚度。在冠间接触区域,引入了MATRIX27弹簧阻尼单元模拟冠间阻尼和刚度,并对带平行冠叶片进行谐响应分析。计算结果表明:带平行冠叶片的干摩擦可以有效抑制系统的振动,即减振。冠间法向压力、摩擦系数及冠间间隙等因素对系统减振效果有不同程度的影响。     

梯级泵站管道TMD振动控制仿真与减振优化

为了解调谐质量阻尼器(TMD)的减振效果,以某灌区泵站输水管道为例,全面分析TMD减振系统对管道结构的减振效果,以寻求最佳减振方案。结果表明,TMD减振系统可有效降低管道振动幅值;在适宜的质量比范围内,TMD减振效果相似;等质量情况下,单个TMD和两个TMD减振装置减振效果基本一致,因此在减少大质量附加质量对主结构自重的影响下,实际应用中宜分成等质量的多个减振装置,以达到较好减振效果;TMD装置布置在激励源附近或发生振动较明显的部位可高效减振。研究成果为大型管道结构振动原因分析和TMD减振控制产品研发提供了依据。     

漂浮式海上风机平台阻尼结构设计与研究

  目的  为了寻求经济有效的漂浮式风机水动力性能提升方案，研究了加装垂荡板的设计方案，从而提升浮体水动力阻尼性能和减摇效果，最终改善漂浮式海上风电机输出功率的稳定性。  方法  以10 MW半潜型浮式风机为例，通过计算流体力学的方法，探讨了垂荡板结构不同设计参数对于提升漂浮式风机基础水动力阻尼的效用，寻找出优化设计方案。  结果  经过优化设计后的垂荡板结构垂荡阻尼较原结构增大14.9%，摇摆阻尼增大19.1%，而“梅花形”边缘垂荡板垂荡运动阻尼较原始模型提升36.98% 。  结论  揭示泄涡产生与垂荡板水动力阻尼改善的形成机理，创新性地提出“梅花形”垂荡板结构，有效改善浮体垂荡运动的阻尼性能，上述结论为此类漂浮式海上风机基础结构的研究与设计工作提供重要参考。     

带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验研究

在燃气轮机高压涡轮叶片上安装缘板阻尼结构可以有效降低叶片振动应力,为了掌握叶片振动特性,进而指导阻尼结构设计,以某船用燃气轮机高压涡轮转子为研究对象,开展带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验。设计了缘板阻尼结构形式,开发了雾化油滴喷液激振试验系统;同时,模拟常温环境下的叶片工作载荷,结合试验数据分析获取叶片安装阻尼器前后的动应力变化情况。试验结果表明：所设计的试验系统能够很好地模拟叶片弯曲和扭转共振状态;无阻尼激振试验获取的叶片模态参数与理论计算值相当,试验结果验证了理论计算方法的准确性;安装缘板阻尼器后叶片弯曲振动应力下降明显,存在最优阻尼参数使减振效果最佳;根据叶片幅频响应曲线可以看出,缘板阻尼器使叶片非线性力学特征增强,出现叶片振动能量相互传递的现象。     

用于排架结构的铅剪切阻尼器试验及数值分析

为进一步促进铅阻尼器在工程中的应用,针对常见的排架结构,研制了一种铅剪切阻尼器,通过低周往复加载试验,逐个分析阻尼材料铅的有效剪切面积、受剪区厚度、剪切截面形式、加载位移幅值、加载频率、加载次数等因素对阻尼器耗能性能的影响。试验结果表明,设计的阻尼器的阻尼力—位移滞回曲线饱满,耗能性能良好,符合双线性力学模型,并对试验中两个典型型号的阻尼器进行了数值模拟分析,通过对比数模值和试验值,证明了数值计算模型的实用性,为阻尼器在结构体系中的减震应用奠定了基础。     

Dynamic output-feedback wide area damping control of HVDC transmission considering signal time-varying delay for stability enhancement of interconnected power systems

In this paper, an output-feedback-type wide area damping control (WADC) strategy is presented as a supplementary control of high-voltage direct current (HVDC) transmission to enhance thestability of large-scale interconnected power systems. This strategy can effectively suppress the varying-delay effects of wide area signal on the damping performance. A discrete-time system model that considers the varying-delay feature of wide area signal is established, then a dynamic output-feedback (DOF) type WADC is formulated by employing a new stabilization analysis method based on Lyapunov function. All the solutions of controller design problems are converted into the framework of linear matrix inequalities (LMIs). Compared to the conventional design method, the varying-delay of wide area signal is involved during each step of controller design, which is advantage to eliminate the effects of signal varying-delay on damping performance. Both the four-machine two-area test system and the sixteen-machine five-area interconnected system are used to validate the control concept and the designed controller.     

基于响应面方法的H级燃机基础动力性能研究

  目的   为研究H级燃机基础的动力性能,获得关键影响参数与燃机基础动力性能之间的关系,指导参数的选取与工程设计。   方法   选取了H级燃机基础厚度,混凝土弹性模量,动扰力以及阻尼比作为关键影响参数,通过ANSYS建立H级燃机基础的三维有限元模型,并采用谐响应分析方法求解燃机基础在动扰力作用下的振幅。   结果   通过大量的有限元计算分析,H级燃机基础最大控制振幅与基础厚度、混凝土弹性模量之间的响应面呈现出S型曲面特征,两端相对较平,中间增长较快;燃机基础控制点的振幅随着动扰力的增大而等比例增大;而阻尼变化带来的振幅变化不是单调的,阻尼的增大可能增大也可能减小其振幅。   结论   工程设计分析时应结合具体的工程资料和条件,选取合适的基础厚度,混凝土弹性模量,动扰力以及阻尼比参数,获得正确可靠的动力性能分析和燃机基础设计。      

大截面导线及地线防振方案设计及试验

以大埔电厂—嘉应站输电线路工程梅江河跨越段为例,论述了工程采用的大截面导线及地线微风振动试验研究的过程和原理,从防振锤防振、阻尼线防振、阻尼线与防振锤联合防振三个方面对大跨越的多种不同的防振方案进行了试验研究,并提出了合理的防振方案。试验结果表明,防振锤的个数对导线的振动水平影响很大,长阻尼线花边对低频的防振效果较短阻尼线花边显著,阻尼线对高频的防振效果良好,防振锤与阻尼线联合防振可发挥防振锤与阻尼线的特点,防振效果比较理想。优选的防振方案满足技术要求,具有良好的防振效果,能够显著降低导地线的微风振动水平,可保证大跨越导地线的安全运行。     

簧片滑油型扭振减振器设计方法及验证

介绍了一种簧片滑油型扭振减振器设计方法。首先使用简化模型通过动力吸振理论的最佳定调比和最佳阻尼比针对轴系扭振最主要谐次进行控制,初步确定减振器的减振特性参数;再使用详细模型通过轴系扭振计算进一步调整特性参数,使扭振控制效果达到最优。然后根据参数设计结果开展结构设计,主要介绍了扭转刚度和阻尼系数两个特性参数相关的结构设计方法。最后进行设计检验。将该方法应用到HND 622V20CR柴油机的减振器设计中,显示:所设计的簧片滑油型扭振减振器与原扭振减振器相比减振效果优势明显。     

硫酸盐-氯盐复合腐蚀作用下桩基础混凝土的配方设计

以我国西部强腐蚀软地基条件下新疆与西北主网联网750 kV第二通道输变电工程为背景,通过对工程地区地下水水化学分析,在预先设计的几种混凝土备选配方的基础上进行了抗硫酸盐侵蚀试验和复盐溶液侵蚀试验、抗氯离子渗透性能试验及不同养护环境下混凝土的抗压强度试验,并以水泥化学成分和掺合料掺量为主要区分因素,最终优选设计出了适用于该类腐蚀环境下的混凝土配方,为强腐蚀及高寒环境下混凝土耐久性研究提供了参考。     

振冲碎石桩在青藏±400 kV格尔木换流站工程中的设计与检测效果

结合青藏±400 kV格尔木换流站工程的实例,介绍了振冲碎石桩的设计方法和桩基检测效果。结合规范,对振冲碎石桩设计参数的确定进行了分析,并对复合地基承载力的计算方法进行了探讨。通过对桩基检测的各项数据进行分析,对地基处理的实际效果进行评价,指出对于加固站内粉细砂地基,振冲碎石桩的应用是成功的,具有加固效果好、速度快、投资少等优点,达到了预期的地基处理的目的。