汽轮发电机组弹簧隔振基础模型动力特性试验

为了考察汽轮发电机组采用弹簧隔振基础的振动特性,基于模型模态试验方法进行试验研究,根据相似理论设计制作了田湾核电站3、4号机组(2×1 000 MW)汽轮发电机弹簧隔振基础的8∶1缩尺模型,采用激振法对模型的动力特性进行模态分析,得到基础模型的固有频率、振型、阻尼比等自振特性;通过以上测试结果进行强迫响应的振动分析,得到机组运行状态下的基础振动线位移结果.试验结果证明,通过弹簧隔振器的设计,使结构自振频率的分布在工作频率25 Hz附近比较稀疏,半速机采用弹簧基础优势明显;扰力点在启动过程中的最大振动线位移为23.19μm,在工作转速范围内的最大振动线位移为11.73μm,隔振效率平均为X向68.4%、Y向83.1%、Z向84.0%,均满足《动力机器基础设计规范》要求.     

扩机爆破振动对运行中水轮机组的影响

水电站扩机工程施工过程中,研究爆破振动对邻近建筑物,特别是水轮机组的影响,有着重要的意义.以深溪沟水电站新增灌排洞施工为背景,通过对爆破施工条件下水轮机组运行状态的监测,得到了爆破振动影响下水轮机组振动的相关特性,分析了扩机爆破振动对运行中的水轮机组的影响.结果表明,实测水轮机组自振频率(约为100Hz),高于中远区爆破振动主频;爆破振动使水轮机组产生受迫振动,导致其振动峰值显著增大.改变装药量虽然会引起受迫振动主频的变化,但受迫振动的频率仍然偏离自振频率带,并不会引起水轮机共振.而如果装药量过大或爆心距过小,则可能导致水轮机组的峰值振速超出规范值,影响水轮机组的安全运行.     

海上风机—基础水平振动的多自由度分析

为了对风机进行抗震设计,进行了风机塔和基础的动力分析。首先对近海风力发电机的塔和泥面线上基础进行了多自由度动力系统的自由振动分析,得到了自振频率和对应的振型。然后进行了近海风力机塔和泥面线上基础这一多自由度结构在地震作用下的动力分析,得到了结构物的位移反应。结果发现:对于多自由度结构的强迫振动,外荷载的频率与结构的任何一个自振频率相同时,位移幅值会无限大,即出现共振现象。当外荷载的频率与结构的自振频率接近时,结构物的位移反应也会很大。减震可通过调整结构的构造或者设置阻尼器。     

玉环电厂1000MW超超临界汽轮发电机基础自振特性实测分析

对华能玉环电厂1000MW超超临界汽轮发电机基础进行了振动特性的试验研究.通过测试得到了该基础的结构动力特性,即自振频率、振型及阻尼比,分析了基础对今后机组运行的动力影响,为设计人员研究Sie-mens公司的汽机基础外形的设计特点提供了大量有价值的参数.     

1000MW汽轮发电机组基础模型模态试验研究

为评价实际工程中的1000MW汽轮发电机组基础的振动特性,本文采用模型模态试验方法进行研究.首先以该基础为原型基于相似原理制作1/10缩尺模型,并使用激振器空间激振方法对模型进行模态测试.然后采用LMS Test Lab系统进行模态分析,得到原型在0~70Hz范围内的各阶振型、自振频率、阻尼比,最后通过振动理论预测出原型强迫振动动力响应.试验结果表明,该基础整体振动的振型占主体地位,在机组工作转速范围内最大振动速度均方根值远小于3.8mm/s的限值,最大振动线位移中间平台部分测点超出0.20mm的限值,因而建议加强中间平台的振动控制.     

某石化公司聚合物框架振动实测与计算

某石化公司的多区循环反应装置框架在投产后上部结构受到明显振动.为保证结构与设备的安全性和正常使用,对结构的自振特性和振动响应进行了现场实测,实测加速度极值达277 mm/s2.采用逆向工程的方法构造出结构的振动激励源,将激励施加到结构上进行时程计算,所得振动响应与实测结果基本吻合.采用在上部适当位置增设交叉斜撑的方法,可提高结构的自振频率以避开激励频率带,减小结构的振动响应.经计算,南北向加速度幅值可减少76％,东西向加速度幅值减少28％,减振效果明显.     

水轮发电机组振动的灰色关联分析

以某大型水电站中水轮发电机组振动的测试数据为分析基础,采用基于灰色理论的关联分析方法,对水轮发电机组的一些主要部位的振动进行了分析.结果表明,在影响水轮发电机组振动的各因素中,尾水管水压脉动是影响机组运行稳定性的主要因素.     

地铁运行引起的饱和地基动力响应

基于Biot饱和多孔介质的波动方程,通过对时间的Fourier变换得出频域内的波动方程,结合边界条件利用Galerkin法推导出频域-波数域内的u-w格式的2.5维有限元方程,通过快速Fourier逆变换求得三维时域-空间域内的动力响应.通过计算实例验证了计算模型.建立地铁-隧道-饱和地基动力相互作用模型,分析地铁移动荷载引起的饱和地基动力响应.研究表明,地铁荷载加振频率对振动幅值及衰减规律的影响很大,控制荷载自振频率是减小环境振动的最佳措施.     

轴流转桨式水轮机振动的现场测试与分析

通过现场试验对轴流转桨式水轮发电机组的振动进行了测试 ,并应用频谱分析对振动波形进行了处理 .对机组的振动状态进行了评价 ,探讨了影响机组振动的因素 .试验结果表明 ,机组导轴承的间隙大小、轴线位置、机组运行工况以及协联关系是影响机组振动的主要因素     

结构地震反应记录HHT分析

利用HHT(Hilbert-Huang Transform)方法研究了结构地震反应记录的时频特性及结构动力特性.首先简单回顾了一种新的非平稳信号处理方法-HHT,然后介绍了一座7层钢筋混凝土框架结构及其强震观测台阵概况,最后利用HHT分析了结构在3次地震中的反应记录,得到了记录的时频幅值三维分布和边际谱,并将边际谱和傅立叶谱进行了对比,识别了结构自振频率.研究结果表明,对结构地震反应记录而言,可以使用HHT方法分析得到记录能量集中分布的频段与时间范围;HHT给出的边际谱与傅立叶谱相比,在低频部分幅值要大于傅立叶谱,而在高频部分幅值要小于傅立叶谱,且边际谱比傅立叶谱更为平滑;利用结构地震反应记录识别的自振频率比环境振动测试结果要小.     

汽车制动系统用滚珠丝杠副振动检测方法

针对汽车制动系统用滚珠丝杠副的振动检测技术进行研究. 根据汽车制动系统用滚珠丝杠副的结构、尺寸和运动特征,提出振动检测方法,研制振动检测设备;基于运动学得出滚珠丝杠副在螺母旋转条件下的滚珠公转角速度、自转角速度及滚珠通过反向器频率的表达式;以某电动助力制动系统用滚珠丝杠副为试验对象,在螺母旋转驱动以及不同转速条件下测量丝杠沿轴向和径向的振动. 通过分析振动幅值的时频分布特征,发现被测丝杠副在滚珠通过反向器频率及其倍频附近具有较大的振动幅值. 采用一倍频程均方根(RMS)评价汽车制动系统用滚珠丝杠副的振动水平,得到滚珠丝杠副的振动能量在不同转速条件下的倍频程分布特征.     

柔性Rushton桨的振动特性

为了避免柔性Rushton桨的共振现象,研究搅拌桨的固有频率。采用试验测试的方法,研究该桨在静止及不同转速时的时域特性,并基于快速傅里叶变换法,得到频域特性。结果表明:静止状态下柔性叶片的振动能量主要集中在1~7Hz的频带上,不同转速时柔性叶片的振动能量主要集中在各自峰值对应的频带上,其中在47~52Hz的频带上,试验测量的各转速数据均有加速度峰值分布。在转速为2.5r/s时,加速度幅值明显增大,主振频率等于固有频率2.5Hz,可判定此时发生共振。因此,通过试验测试得到共振转速的方法,可为柔性桨合理选择转速提供依据。     

柔性Rushton桨的振动特性

为了避免柔性Rushton桨的共振现象,研究搅拌桨的固有频率。采用试验测试的方法,研究该桨在静止及不同转速时的时域特性,并基于快速傅里叶变换法,得到频域特性。结果表明:静止状态下柔性叶片的振动能量主要集中在1~7Hz的频带上,不同转速时柔性叶片的振动能量主要集中在各自峰值对应的频带上,其中在47~52Hz的频带上,试验测量的各转速数据均有加速度峰值分布。在转速为2.5r/s时,加速度幅值明显增大,主振频率等于固有频率2.5Hz,可判定此时发生共振。因此,通过试验测试得到共振转速的方法,可为柔性桨合理选择转速提供依据。     

单轴扫频诱发帆板同步钢索旋转振动分析

为明确某帆板面内单轴扫频力学环境试验中同步钢索振动幅度过大和限位结构被破坏的原因,考虑集中质量和限位结构影响,采用有限段方法建立帆板同步钢索系统的动力学模型,对其在面内单轴扫频激励条件的响应进行数值模拟,结果再现了标志点的响应从面内振动发展到面外振动,再到绕两支撑点轴旋转振动的复杂振动模式,同时给出限位接触力和钢索标志点振幅,仿真结果与试验状态吻合。分析表明,持续旋转振动钢索施加在限位孔壁上的交变接触力是导致限位结构破坏的主要原因。     

螺旋槽型干气密封系统轴向振动影响因素研究

针对干气密封中气膜厚度稳定性的要求以及多级调控操作条件易导致失效的问题,进行了基于Workbench的螺旋槽型干气密封系统的动力学特性分析研究。建立了一种浮动环（静环）的轴向振动模型并推导其轴向振动幅值表达式;运用Workbench对浮动环系统进行工况条件下的预应力模态分析和谐响应分析,将模拟仿真与理论推导结果作对比,分析总结得出同一参数不同数值条件下浮动环轴向振动幅值的变化趋势,以及影响浮动环轴向振动幅值的主要因素和次要因素。该方法不仅能够灵活地获得不同条件下浮动环的振幅值,并且从激振频率与固有频率的关系方面解释了振动趋势形成的原因。     

Fuzzy control on automatic frequency tracking of ultrasonic vibration system with high power and high quality factor Q

In order to realize automatic tracking drift of resonance frequency of ultrasonic vibration system with high power and high quality factor Q,adaptive fuzzy control was studied with a self-fabricated ultrasonic plastic welding machine.At first,relations between amplitude of vibration and frequency as well as main loop current and amplitude of vibration were analyzed.From this analysis,we deduced that frequency tracking process of the vibration system can be concluded as an optimizing problem of one dimensional fluctuant extremum of main loop current in vibration system.Then a method of self-optimizing fuzzy control,used for the realization of automatic frequency tracking in vibration system,is presented on the basis of self-optimizing adaptive control approach and fuzzy control approach.The result of experiments shows that the fuzzy self-optimizing method can solve the problem of tracking frequency drift very well.Response time of tracking in the system is less than 50 ms,which basically meets the requirements of frequency tracking in ultrasonic plastic welding machine.     

沥青搅拌设备多层振动筛筛分效率的试验研究

针对沥青搅拌设备多层振动筛筛分效率问题,对某厂生产的振动筛的筛分效率进行了试验,测试了该振动筛的振动参数和振动筛的应力,对各点振幅进行了检测与分析,得到振幅的分布,找出了造成筛分效率不高的主要原因是振幅较低且振幅在筛体的不同位置呈不均匀分布,提出了增大激振力的方法来增大振动筛的振幅和改善筛体振幅均匀性并提高筛分效率。     

TH5650铣削加工中心变参数切削振动控制

为了对数控铣削加工中心的切削振动进行有效控制,通过变参数切削实验,采用对振动信号进行时域和频域分析以及对机床数控系统访问等方法,得出了不同切削参数下切削振动信号时域与频域特性的变化规律.利用振动信号的均方根值、幅值谱和主轴电机功率进行变参数切削控制,得出了切削振动控制策略.通过有效改变机床主轴转速和进给速度的方法使振动得到控制,利用切削参数自适应技术实现了对数控机床切削振动的控制.通过实验验证了控制效果良好.     

基于非线性动态特性的轴承–转子系统振动分析

随着空气静压主轴在超精密加工过程中的广泛应用,对主轴的运动精度的要求不断提高,如何准确预测和提高主轴运动精度是十分必要的。基于空气静压轴承的非线性动态特性,研究空气静压主轴的振动特性和预测模型,探索非线性动态特性分析对主轴回转精度的影响。首先,对空气静压径向轴承的动态特性进行分析,建立气膜动态流动模型,采用扰动法求解模型得到轴承的非线性动刚度与动阻尼系数。将空气静压轴承内的气膜作为弹簧阻尼系统建立轴承–转子系统,并通过动力学分析建立了轴承–转子的动态振动模型。将轴承的非线性动态特性参数引入振动模型,结合MATLAB对模型进行求解,得出了空气静压主轴径向跳动误差曲线、偏转误差曲线和径向总振动误差曲线,并通过FFT数据处理对振动进行频域分析。通过对比分析得到非线性分析对空气静压主轴径向振动误差的影响。最后,搭建了空气静压主轴径向回转误差测量试验台,得到主轴实时回转误差信号,实现轴承–转子系统的振动动力学模型分析的实验验证。从空气静压径向轴承的动态分析可以看出,轴承的动刚度和动阻尼均呈非线性变化,随着偏心率的增加动刚度不断增加,而动阻尼不断减小。从轴承–转子系统的振动分析可以看出：1）非线性分析对主轴偏角振动误差有明显影响,而对径向跳动误差的影响不明显,说明非线性分析主要通过影响主轴的偏角误差从而影响径向总误差。2）定值分析时偏角误差的最大振幅基本稳定,而非线性分析时偏角误差的最大振幅存在一个增加过程并最终趋于稳定,并且非线性分析时最大振幅明显大于定值分析时的振幅。3）在供气开始一段时间内,非线性分析与定值分析下的径向总误差基本一致,但随着时间的增加,非线性分析下的最大振幅大于定值分析下的最大振幅,说明开始供气时非线性分析对径向跳动误差和偏角误差没有造成明显影响,当供气稳定时非线性的动刚度与动阻尼会对主轴转子振动幅度产生明显影响。4）从频域上看,非线性分析最大振幅处的共振频率为964 Hz,定值分析最大振幅处共振频率为986 Hz,非线性分析使最大振幅处的共振频率有所下降。5） 非线性分析和定值分析在频率高于1 500 Hz时,转子的振幅变化都很小,说明频率大于1 500 Hz之后,转子振动比较稳定,此时气膜的振动频率与固有频率不容易发生共振。空气静压主轴回转误差实验的结果表明,基于非线性分析所得的主轴径向回转误差的误差率比定值分析所得主轴径向回转误差的误差率降低了1.43%～6.54%。因此,将空气静压径向轴承内气膜作为弹簧阻尼系统施加于转子之上可以实现轴承–转子系统的耦合振动分析,轴承非线性动态特征参数的引入实现了轴承动态性能对主轴动态振动的影响,通过基于非线性动态特性的轴承–转子系统的振动分析可以更加准确地研究和预测空气静压主轴的径向振动误差。     

超声振动辅助微镦粗仿真及试验研究

为改善材料塑性,降低微镦粗成形力,延长模具寿命,提高微镦粗成形质量,开展了超声振动辅助微镦粗研究.对紫铜超声振动辅助微墩粗进行建模仿真,研究超声参数对微墩粗成形力、试件变形的作用规律;搭建超声振动辅助微成形平台并进行试验,获取不同超声功率下紫铜微镦粗成形力曲线和成形件表面形貌、尺寸等参数.仿真结果表明:超声振动使微镦粗成形力降低,试件变形增大,且成形力降低量、试件变形增大量与超声振幅成正线性关系,与超声频率成非线性正相关.试验结果表明:超声功率越大,微镦粗成形力降低值越大;超声功率小于1.5 kW,超声功率越大,成形件表面越平整;超声功率大于1.5 kW,超声功率越大,成形件表面越粗糙;超声功率小于1.8 kW,超声功率越大,成形件鼓形越小,成形越均匀;超声功率达到1.8 kW后,成形件变形集中在两端,微镦粗成形严重不均匀.仿真和试验研究表明,超声振动可以降低微镦粗成形力,加速材料塑性变形,提高微镦粗成形效率,改善成形件表面形貌,减小微镦粗鼓形并提高微镦粗均匀性.