基于固定频率变化分析的火电机组大型立式循环水泵基础检测方法研究

目前国内大型火力发电机组循环水泵主流配置为两台立式混流泵,泵组功率和质量都较大。1000 MW超超临界火电机组的循环水泵普遍采用两台直径2600 mm的立式混流泵,配套的电机功率一般在6000 kW。泵组连同电机的总重量一般都超过120 t。在我国,前期投产的1000 MW火电机组普遍采用进口泵。泵的基础预埋件一般采用无垫铁施工工艺。国内安装单位由于是初次接触这种新的施工工艺,施工经验较少造成了泵组基础施工质量未达到建设标准要求,这就给后期设备运行埋下了一定安全隐患。同时,循环水泵较低的转速和较大的质量又造成基础恶化后不容易被检测出。常规方法只能待泵组解体后将基础台板取出进行检查,工作量和工期都很大,费用十分高昂。本文创造性的引入固定频率变化与基础松动的关系,为大型立式循环水泵基础松动检测提供一种新的思路和方法,大大降低检测的费用和时间。     

空间弯管管束固有频率及附加质量系数计算

在工程设计过程中，合理确定中间热交换器内空间弯管的固有频率和附加质量系数，对于该设备的安全稳定运行至关重要。本文旨在通过有限元方法计算中间换热器同心圆排布的管束在空气和液钠环境中的固有频率及附加质量系数。将管束分为3个典型区域，选取6个位置建立换热管和流体域的三维模型，计算换热管的固有频率和附加质量系数。结果表明，换热管在空气中的固有频率受空间弯管的弯曲半径影响较小，附加质量系数受空间弯管的弯曲半径和所处区域位置影响较大，近似三角形排布区域的管束固有频率最低，该区域内层换热管的附加质量系数最大。      

枪管结构对固有频率的影响

为了研究枪管结构对枪管固有频率的影响,针对枪管尤其是狙击枪管设计中约束长度、枪管外形、膛口装置以及膛线等不同结构,建立了相应的三维模型。采用以六面体为主的网格对枪管进行了网格划分,采用有限元方法对枪管进行了模态分析。计算获得了不同结构枪管的固有频率; 通过比较,得到了不同枪管结构对固有频率的影响。分析结果表明:枪管尾部螺纹长度越长,枪口振动幅度越低; 相同质量枪管,锥形外形枪管刚度最好; 加装膛口装置对枪管刚度和振动特性有不利影响。     

管道清管器发球装置振动特性分析

为研究清管器发球装置在导流工况下的振动特性,以P6. 3 MPa DN800/DN700型清管器发球装置为例,建立了流固耦合数学模型,并基于ANSYS Workbench-Fluent软件,对输送介质分别为天然气和液体时的发球装置进行了流固耦合分析,探究结构参数和流体参数对其影响规律。研究结果表明:在气固耦合工况下,发球装置的固有频率比液固耦合时要高,在流固耦合工况下,低阶模态对应的固有频率比无耦合工况时低;对低阶模态振型分析发现,在发球装置的平衡管法兰连接处、放空管法兰连接处与L弯管段以及旁通U形管位置振动剧烈;壁厚、旁通管直径和工作压力对两种耦合工况下发球装置的固有频率影响较大,但流速对其影响很小,且两种耦合工况下固有频率的变化规律相似;随着壁厚和工作压力的增加,固有频率增大;随着旁通管直径的增加,前6阶固有频率变化很小,但在6～15阶,固有频率先减小后增大。研究结果对避免共振和管道强烈振动以及结构减振优化设计均具有重要意义。     

推焦杆回程振动原因分析

推焦杆回程中的振动问题严重影响了推焦设备整体稳定性及焦炉正常生产,为找到推焦杆振动原因,通过模态分析,得到推焦杆固有频率,并通过试验采集推焦杆回程振动信号,通过短时傅立叶变换(STFT)对振动信号进行时频分析,提取出推焦杆不同时间段振动特征值。结果表明推焦杆振动频率与结构固有频率极为接近,说明推焦杆发生了自激振动,此外,推焦杆振动主要发生在滑履退出炭化室前,说明摩擦力是导致推焦杆产生自激振动的主要原因。另外,由于约束较少,滑履退出炭化室后,推焦杆发生轻微碰撞现象。     

铸造式和焊接式主轴箱体的动态特性对比分析

利用有限元法和试验模态法对立式加工中心的铸造式和焊接式两种结构的主轴箱体进行了模态分析,分别获得了其前六阶固有频率和振型。通过对比两种方法获得的结果,验证了有限元分析模型的有效性。研究表明,两种主轴箱体的阻尼比接近,但焊接式主轴箱体的各阶固有频率均要高于铸造式主轴箱体的各阶固有频率。并且铸造式主轴箱体的固有频率更接近于机床主轴的常用工作频率,焊接式主轴箱体的则远离此频率。因此对于常用主轴转速而言,焊接式主轴箱体的动态性能要优于铸造式主轴箱体的动态性能。     

人字齿行星传动固有特性及模态突变现象分析

建立了NGW型人字齿行星传动的平移-扭转耦合动力学模型。依托所建模型,推导出系统的运动微分方程,进而通过求解特征值问题获知系统的固有频率和振型。根据传动系统的运动特征,将NGW型人字齿行星传动的自由振动归纳为3种典型振动模式,即:中心构件轴向扭转振动模式、中心构件径向平移振动模式和行星轮振动模式。在模态跃迁、相交原则的基础上,从振动模式和模态能量角度进一步分析了两种固有频率轨迹突变现象对传动特性的影响。结果表明,模态相交现象发生时,固有频率振动模式和模态能量均发生突变式交换;模态跃迁现象发生时,模态能量发生突变但不交换,且突变较平缓,而振动模式不变。最后,通过具体实例仿真验证了所得结论的正确性。论文工作可有效预估人字齿行星传动系统的固有频率及模态、能量突变位置,从而为减噪抑振及参数优化提供基本的理论依据。