里底水电站溢洪道弧门水力学及水弹性振动试验研究

通过物理模型试验和有限元数值分析相结合的方法,研究了里底水电站溢洪道弧形工作闸门的流激振动问题。考查了不同运行工况和水位条件下,作用于闸室段边壁和门体诸部位的水动力荷载,分析了闸门结构的动态特性,取得闸门水弹性振动特征,为闸门结构的运行安全性评价提供依据。     

某箱型结构弧形闸门自振特性的有限元分析

作为一种常用档水构件,闸门被广泛的应用在各种挡水建筑物中,因此它的安全性关乎人民的生命和财产安全.闸门在全部或局部开启时,往往会发生振动,有时甚至在关闭蓄水时也会产生振动.因此,闸门的动力特性以及与其相关的闸门动力响应和动力稳定问题,是水工结构工程中亟待解决的一个重大问题.针对某水利工程中实际应用到箱形结构闸门用ANSYS进行自振分析,并讨论在两种约束情况下的闸门的振型,以此获得数据分析此闸门在运行过程中是否安全.     

K-5101/A压缩机管道振动分析及改造

针对某炼油厂的一台往复压缩机管网振动十分强烈的情况,通过对管道气体动力特征和管道结构的动力响应的分析,并结合振动测试和频谱分析,找到了管道振动的主要原因,提出了减小压力脉动的方法,并制定了有效的减振措施.管道经改造后振动有明显减小,保障了机组的高效安全运行.     

泄洪闸闸墩原型振动测试、预测与安全评价

针对某一大型水电站泄洪闸闸墩在其泄洪过程中出现的强烈振动情况,系统地开展了闸墩原型振动测试、振动响应数值模拟预测与运行安全评价研究。首先,对常遇洪水工况下的泄洪闸闸墩进行了原型振动测试,提取了闸墩结构在不同运行工况下的泄洪振动时域和频域特征;其次,基于重力相似准则,研制了闸墩整体水力学荷载测试模型,对非常洪水工况和常遇洪水工况下闸墩的整体水动力荷载进行了测试,分析了不同洪水工况下的整体水动力荷载特性;然后,以模型试验所获取的整体水动力荷载时程线作为输入,进行了闸墩振动响应数值模拟计算,与原型观测工况结果进行了对比验证,并对非常洪水工况下闸墩的最大振动响应进行了预测;最后,对闸墩的泄洪振动进行了安全评价。结果表明,泄洪闸闸墩过大的振幅使其产生疲劳破坏的可能性很大,且不利于运行人员的正常操作,建议对闸墩进行抗振加固。     

基于CFD的船用离心泵流体动力振动噪声源分析

某型船用离心泵在实际运行中产生较大的流体（水）振动噪声,为控制振动噪声需要分析其产生原因。本文应用CFD技术对该泵内的整体三维流动进行了数值模拟。基于CFD计算结果,深入分析了该船用泵的水动力振动噪声源,主要是泵内存在大幅压力脉动、回流等不良流动以及汽蚀,此理论分析结果得到了基于试验台架的实泵声源级水动力噪声试验结果的验证。     

液压启闭机-闸门系统流固耦合振动仿真分析

通过对某水利工程液压启闭机-闸门系统进行三维建模,以流固耦合动力学为理论基础,在Ansys中采用流固耦合的方式对启闭机在水流冲击及液压脉动作用下的瞬态动力学计算,分析系统的振动响应。结果表明:液压启闭机-闸门系统振动随着闸门开度变大而减小,且在启闭机闸门开启前后振动趋势最明显。减少液压缸脉动压力幅值,可以有效减少系统振动。     

高压氢气管道振动故障诊断与控制

通过对流体输送管道振动进行测试分析,确定管道振动原因为介质压力脉动与流量波动.根据振动为单频振动的特点,采用动力吸振的方法进行减振,通过计算机仿真计算后的动力吸振参数,经实践检验,减振效果良好.     

薄板振动式液压脉动衰减器滤波特性

为解决液压系统中由于压力脉动而引起的振动和噪声问题,提出一种薄板振动式液压脉动衰减原理,用弹性薄板代替结构振动式液压脉动衰减器的振动质量块,使静力平衡孔和平衡腔的流体构成一个赫姆霍兹谐振系统,弹性薄板与流体耦合振动构成一个受迫振动系统,实现了结构谐振与流体谐振的共同滤波,解决了传统液压脉动衰减器体积庞大的缺点.基于管路动态特性,结合具体的负载,建立薄板振动式液压脉动衰减器的传递矩阵模型,对压力脉动的衰减特性进行仿真,分析主要结构参数与压力脉动衰减性能的关系.根据仿真分析结果完成了流体滤波器样机的制作,对样机进行相关的试验研究,并将理论计算与试验结果进行比较分析.理论和试验研究表明薄板振动式液压脉动衰减器在很宽的频率范围内有良好的滤波效果.     

黏性流体环境中压电宏纤维致动柔性结构的流固耦合振动特性及试验

柔性结构与周围流体的耦合作用机制广泛应用于仿生机器人、水下航行器、精密仪器及生命医疗等领域。具有驱动变形大、防水性好且柔韧性好的压电宏纤维（Macro fiber composite,MFC）致动器是水下柔性结构变形控制的首选。建立MFC内部致动弯矩和水动力载荷共同作用下柔性结构的流固耦合动力学模型。对粘贴MFC致动器的柔性结构特征截面进行计算流体动力学（Computational fluid dynamics,CFD）分析,得到不同振动特征频率下柔性结构周围流场、压力分布及所受水动力载荷,分别拟合得到MFC致动柔性结构水动力函数的实部和虚部表达式。结果表明柔性结构水动力载荷的附加质量和阻尼效应都随着振动频率的增加而减小。在等振动特征频率下,MFC致动梁结构水动力函数的实部大于匀质等截面梁的实部;在高振动频率下其水动力函数虚部同样大于匀质等截面梁。试验测试了MFC致动柔性结构的水下振动特性,试验所得MFC激励下柔性结构末端稳定振动的幅频特性和相频特性与建立的耦合动力模型相吻合,证实了所建立MFC致动柔性结构的水动力函数及流固耦合振动模型的有效性。     

侧壁式压水室离心泵的压力脉动特性

压力脉动是引起泵振动的主要因素之一,为有效地降低离心泵内压力脉动水平,提出具有特殊结构的侧壁式压水室。为研究其压力脉动特性,采用FLUENT软件对比转数130的侧壁式压水室离心泵进行数值计算,并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号,结果如下:由于叶轮和隔舌的动静干涉作用,侧壁式压水室内压力脉动周期性明显,叶频在由压力脉动诱发的振动中占主导作用;由于隔舌位置及结构的变化,叶轮出口处液流与隔舌的直接冲击、干涉作用减弱,因此侧壁式压水室内隔舌附近监测点处的脉动幅值并未明显地高于其他点。与常规螺旋形压水室相比,侧壁式压水室可以大幅地降低泵内压力脉动水平,因此采用侧壁式压水室可以显著地降低由压力脉动诱发的振动,改善泵的振动性能。     

基于ANSYS平面闸门的自振特性研究

以某水利工程平面闸门的动力学问题为背景,考虑流-固耦合[1]对闸门结构自振特性的影响,应用大型有限元分析软件ANSYS对平面闸门的自振特性进行分析研究.建立了该平面闸门的实体模型和有限元模型,分析了平面闸门在无水和有水状态下的振动特性,并计算出了闸门的自振频率和振型.结果表明:水体高度对平面闸门自振频率和振型有着显著影响,尤其是对低阶的振动频率更为显著.     

Flow-induced vibration and flow characteristics prediction for a sliding roller gate by two-dimensional unsteady CFD simulation

Numerical analysis on the flow induced vibration and flow characteristics in the water gate has been carried out by 2-dimensional unsteady CFD simulation when sea water flows into the port in the river. Effect of gate opening on the frequency and the mean velocity and the vortex shedding under the water gate were studied. The streamlines were compared for various gate openings. To get the frequency spectrum, Fourier transform should be performed. Spectral analysis of the excitation force signals permitted identification of the main characteristics of the interaction process. The results show that the sources of disturbed frequency are the vortex shedding from under the water gate. As the gate opening ratio increases, the predicted vibration frequency decreases. The bottom scouring occurs for large gate opening rather than smaller one. The unstable operation conditions can be estimated by using the CFD results and the Strouhal number results for various gate opening gaps.     

基于振动和噪声的闸阀电传动装置选择

为了降低电动闸阀的振动和噪声,提高阀门的可靠性和安全性,合理地选择电传动装置尤为重要。针对某闸阀的两种不同的电传动装置进行了空载和加压试验,测试两种不同电传动装置作用下产生的振动和噪声。通过结果比较和分析,得出了不同电传动装置对电动闸阀的性能影响,为阀门电传动装置的选择提供了依据。     

董箐水电站三斜支臂弧形闸门三维有限元分析

通过CATIA平台对董箐水电站溢洪道三斜支臂弧形工作闸门进行三维线弹性有限元分析,计算弧形闸门在正常挡水工况下的静应力、位移和稳定性,以及闸门在自由状态下的动态特性,得出了以下结论:正常挡水工况下闸门受力较小;各阶模态的屈曲系数均远大于1,稳定性很好,支臂的稳定性相对而言是薄弱环节;闸门在自由状态下,1～10阶振动的频率在0～5 Hz范围内,闸门的上支臂抗震性能相对较弱。     

弹性阀座闸阀的闸板密封结构分析

对弹性阀座闸阀的闸板密封结构进行了分析研究，阐述了其结构特点及实际应用情况，并对单密封闸板和双密封闸板的结构特点、密封特点以及制造特点进行了比较。     

水工闸门止水结构动力特性与体型优化

运用ANSYS软件结合某工程平面闸门顶部P型止水结构,以其脱离闸门面板发生自激振动为研究工况,探索其动力特性的规律性,并通过谐响应分析对闸门止水结构进行体型优化设计.分析结果表明,止水自振频率随止水长度和流场范围的增加而减少；螺栓紧固力对止水自振频率的影响呈现出阶段性；P型头部孔半径减小,压板宽度增大,均能有效提高止水结构刚度,能克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害结果.     

高温高压核电闸阀流固热耦合分析

以高温高压核电闸阀为研究对象,分析了流固热三场耦合的原理。数值模拟后得到流体的压力、速度和温度分布,以及闸阀的变形和应力分布。通过对闸阀施加载荷,分析压力和温度对闸阀性能的影响。模拟结果显示,流体在阀座部位产生压力波动,并在底部产生涡流,流体压力能转换成热能。在不限制闸阀整体自由变形的情况下,因热产生的变形较大,因流体压力产生的应力较大,热变形能减小闸阀因流体压力作用而产生的应力。     

流致振动差压式测振装置的研究

为解决管束流致振动试验中,现有接触式振动测量方法的应用局限性,提出一种基于测量受激对象换热管两侧压差脉动频率原理的测振装置,即差压式测振装置。差压式测振装置解决了传统接触式传感器对换热管外部流场的干扰问题以及安装空间受限的问题。为了验证差压式测振装置的有效性,分别进行了单管和换热管束两类流致振动测试试验。试验结果表明,差压式测振装置能在复杂的流动环境中准确捕捉到换热管受到的各类激振形式的频率,而且单管流致振动试验结果表明差压式测振装置所测得的周期性涡激振动频率与理论值偏差在5%以内。因此,差压式测振装置的研制与应用对于流致振动试验的测试以及换热管振动的长期监测均有很重要的意义。     

闸阀的常见故障分析与改进措施

论述了常用闸阀的结构特点,从选型、设计、制造、安装、使用和维护等几方面分析了事故原因,提出了中腔异常升压对阀门的危害,总结了防护措施。     

离子门参数对真空紫外光电离-大

离子门是离子迁移谱仪的一个重要部件,主要作用是用来控制离子以脉冲的方式有效地进入迁移管。以丙酮为例,详细研究了离子门的脉冲宽度、电压差及离子门处的横向电场强度分布等对大气压离子迁移谱仪的分辨率和灵敏度的影响,这些参数对研制高分辨率、高灵敏度的实用化大气压离子迁移谱仪有指导意义。