喷胶泵管线振动分析及防振加固

燕山石油化工公司合成橡胶厂二成品车间喷胶泵管线(4组)运行过程中发生严重振动,管线的振动测试发现振幅严重超标,最大振幅达1575μm。通过建立振动管线的计算模型,利用CAESARⅡVer.4.00软件对管线振动进行了分析计算,得出振动原因,并采用模拟实际约束方法给出管线防振改造方案。方案实施后,最大振幅降低到50μm以下,大大减小了管线的振动,保证了生产装置的安全运行。     

酮苯脱蜡管线振动的分析与改造

抚顺石油二厂酮苯脱蜡车间J-63运行时导致管道产生剧烈振动,从而使管道系统不能稳定工作,影响正常安全生产。应用有限单元法对管系进行数值模拟计算,进行振型分析、谐振动态分析、稳态分析,分析了管线振动的原因并使用CAMD-6100型旋转机械状态检测与故障诊断系统进行现场实测。实验结果表明,有限元数值模拟结果与现场测试结果吻合较好,在此基础上分析管道的动态振动特性,寻求合理的管道结构参数,以缓解振动,提高企业生产安全性。     

基于波动法的城市地下管线动态损伤识别

目的解决城市地下管线在运行过程中受到环境腐蚀而发生各种损伤的无损检测定位问题.方法基于弹性应力波在介质中传播理论对城市地下管线进行损伤定位.结合波动理论推导一维杆件在稳态正弦激励和瞬态半正弦激励下的振动解析解,并对弹性应力波在城市地下管线中传播机理进行数值模拟.通过杀死模型周向单元来模拟管线中的损伤,对应力波在带有单裂纹和双裂纹的管线进行数值模拟.结果瞬态半个正弦激励下一维杆件的振动解析解和数值解吻合得较好.由单、双裂纹损伤管线模型输入端入射应力波与反射应力波之间时差计算出的裂缝损伤所在位置与实际预设位置重合.结论波动法可以有效地识别城市地下管线中损伤的位置,为城市管网安全运行提供技术支撑.     

薄壁板结构随机声激励振动响应计算与分析

针对航空发动机压气机转子叶片结构声振动问题,建立了薄壁板有限元简化模型,基于耦合有限元/边界元法对薄壁板在行波加载下随机声激励振动响应进行了仿真计算,得到了在不同声压级下的应力响应结果。改变声载荷激励方向,分别对薄壁板施加单音噪声激励和宽频随机噪声激励,通过仿真计算得到了不同角度随机声激励下薄壁板振动响应频响曲线。对比分析发现,薄壁板模态振型与噪声加载方向是引起薄壁板共振的重要因素。     

基于自适应广义线性混合模型的柴油机源分析

为识别柴油机构成的多源相关、多通道耦合系统振动源,本文基于信号分析进行其噪声源识别研究。考虑不同激励源同时激励柴油机本体振动,柴油机振动具有基频、谐频构成梳状特征线谱,本文为柴油机多通道耦合振动系统建立广义线性混合模型,并基于自适应滤波提出振动噪声源分析算法。利用提出的自适应广义混合模型算法,通过MISO模型振动源识别数值仿真验证其有效性;基于某V16型高速柴油机振动试验,识别出该柴油机特征线谱,分离出与柴油机本体噪声无关的频谱,实现柴油机振动激励源分析,为柴油机构成的多源相关多通道耦合振动激励源分析提供一种思路。     

地震作用对车辆-道路系统耦合振动的影响

车辆采用13自由度三维全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁单位进行离散,通过路面与轮胎接触点的平衡,建立起可以考虑车辆侧向滑动的车路耦合振动模型．将路面初始不平顺视为系统的竖向自激激励源,地震作为外部激励,建立起竖向和横向地震荷载共同作用下车路耦合方程,采用New—mark积分法对耦合方程组进行求解．数值分析结果表明,分析模型下,车路耦合系统的动力响应取决于地震荷载,而地震荷栽作用会使车辆的行驶安全性和乘坐舒适性明显下降;横向地震荷载对车辆和路面的横向振动有显著影响,对车辆的竖向振动可忽略;竖向地震荷载对车辆和路面的竖向振动影响较大,对车体的横向振动有一定程度的影响,以至于在评判车辆运行安全性时必须考虑其影响．     

锦州石化公司二套催化蒸气管线振动改造

建立了管线振动计算模型 ,计算了管线自由振动频率和振型 ,以及现有约束条件下的自由振动频率和振型 ,并与实测值进行了比较分析。模拟了若干种约束条件 ,并计算了管线自由振动频率和振型。给出了管线振动原因及改造方案     

基于压电堆式作动器的主动隔振研究及其仿真分析

以压电堆为作动器并安置于某机载精密仪器结构中,建立了结构主动隔振系统的动力学模型;针对该模型,建立了基于线性二次型Guass(LQG)最优控制理论的控制方法,对结构振动隔离的理论方法进行了研究并基于Simulink进行了数值仿真分析.仿真结果显示,所研制的隔振系统能够很好地隔离源自基座的位移激励,证明了所研究的隔振方法在理论上是有效的和可行的,从而为进一步的实验研究奠定了基础.     

中心对称式减速机出轴系统的振动分析

本文通过对中心对称式减速机出轴系统模型的激振试验,阐明了出轴系统的固有振动特性,并由此建立了出轴系统的振动力学模型。利用振动测试分析方法对出轴系统的激励载荷性质及出轴的振动响应进行了分析,从而说明,这种型式的出轴系统有效地实现了减速机的均载。同时也得出磨介的冲击不影响出轴系统均载性质的结论,并为可靠地进行减速机的均载监测提供了理论依据。     

Lateral Dynamic Analysis and Motion Control of a Jet Trencher in Ocean Currents

论文标题：射流式挖沟机在海流环境中的横向动力学分析和运动控制

作者：李翔,王涛,赵敏,葛彤（上海交通大学）

创新点说明：

1 建立了水下挖沟机在海流条件下的横向偏移振动的动力学模型,以往研究关注点主要在于水下系统的垂向振动;

2 对建立的动力学模型进行简化,并采用解析方法得到其近似解析解。

目的：

在海流环境中,由于水面母船和脐带缆传递的外部激励影响,水下挖沟机会发生垂向振荡和横向偏移,其运动特性十分复杂。横向偏移运动对海底管线埋设作业影响巨大,挖沟机偏移预定管线路径,很有可能穿过或压到管线,对管线造成切割等损伤破坏。为了控制水下挖沟机在管线上方的悬停和定位,需要研究水下挖沟机在海流等外部激励作用下的横向偏移运动特性,进而对水下挖沟机的横向偏移进行控制,实现对海底管线的对中悬停和定位,保持作业点位置的稳定,使其不偏离海底管线路经中心线。

方法：

1 对建立的水下挖沟机在海流条件下的横向偏移振动的动力学模型进行简化,并采用解析方法——平均法,得到其近似解析解;

2 采用双回路控制器对水下挖沟机进行横向振动控制,实现对海底管线的对中定位。

结果：

1 采用解析方法得到水下挖沟机在海流条件下的横向偏移振动的近似解析解,在分析不同物理参数（不同吊缆长度、不同海流速度）对挖沟机悬吊系统横向振动的影响后,发现近似解析解与数值结果吻合较好。但解析法得到的振动幅值比数值方法略大,用解析法和数值法得到的横向位移之间的最大差值小于0.5m,所以用解析解去估计挖沟机的在海流中的振动是保守和安全的。

2 对于振幅微弱情形,双回路控制器具有和单回路控制器相似的控制效果。但是振荡剧烈、振动频率较高情形,双回路控制器的调整时间更短、振动幅值控制的更小和控制力更平滑。综上,双回路PID控制器对于在海流条件下的挖沟机的横向振动运动具有良好的控制效果。

结论：

1 建立的水下挖沟机在海流条件下的横向偏移振动的动力学模型具有非线性特性,为了在实际工程中进行快速求解和应用,可以采用简化非线性绝对值项的方法,求得模型的近似解析解。

2 在研究不同物理参数对挖沟机悬吊系统横向振动的影响,和分析不同类型阻尼振动的特征后,得到采用平均法求得的近似解析解与数值结果吻合较好,对海流环境中水下挖沟机的横向振动模拟的是适用的。

3 双回路PID控制器对于水下挖沟机的横向振动运动具有良好的控制效果,可以对类似水下作业悬吊系统的控制方法提供参考和借鉴。

关键词：水下挖沟机,动力学模型,解析解,双回路控制,海流

     

输流管道流固耦合非线性动力学分析

利用有限元软件，采用ALE法对输流管道流固耦合非线性动力学特性进行计算分析．得到耦合处及其附近流体各向速度随时间变化曲线，在某一时刻管内任意横截面处的速度分布和管子在垂直流速方向上的振型，及管子在耦合作用下的振动频率．为提高设计阶段对振动特性预测的精度、保证管路系统的运行可靠性提供了参考．     

输送流体管道的固液耦合振动分析

用有限元法推导输送流体管道固液耦合振动方程,用QR法计算管道基频、不同边界条件管道的临界速度和前四阶固有频率,用Newmark法计算输送流体管道的动力响应,分析了被输送流体的速度对管道固有频率的影响。对于飞机、火箭发动机燃料供给管道、水轮机供水管道等的设计有参考价值。     

精细积分法分析流引起粘弹输液曲管的稳定性

将精细积分法用于分析输液曲管的动力稳定性是一个新的尝试．首先将输液曲管的控制方程写成状态向量的形式，通过精细积分法高精度地计算出传递矩阵，再由边界条件得到输液曲管的特征方程，解此方程就可确定失稳对应的临界流速．在此基础上，还研究了管材的粘阻系数对管稳定性的影响．结果表明，它能降低管的振动频率，加快振幅衰减，但对屈曲临界流速没有影响．     

内燃机换气系统弯曲管道稳态、瞬态流动的研究

为了提高换气系统流动性能，采用数值计算方法，对内燃机换气系统弯曲管道稳态、瞬态流场进行了研究，模拟计算采用三维、可压、粘性、湍流模型，通过研究发现，弯曲管道曲的流动是典型的三维流动，在管道中出现明显的二次流，使流体显螺旋式前进；管道不稳定流动经一很短时间，便可达到稳定；管道速度发生变化瞬间，入口处产生－高压波，该波沿管道长度方向传播，本文计算结果可作为换气系统管道简化计算和接口边界简化处理的理论依据。     

基于有限元法的输流管道系统非线性振动研究

输流管道的横向振动是造成管道破坏的主要原因.首先建立了输流管道系统的横向振动有限元方程,给出了四种不同的边界约束条件.应用振型分解法进行了系统的模态分析,分别求解了振动系统在无阻尼和有阻尼情况下的固有频率和固有振型.采用Newmark法求解了系统的响应.研究了管道跨距、流体流速、流体压强、流体流速扰动、流体压强扰动等系统参数对振动系统的模态和响应的影响,为输流管道系统的减振研究提供了理论支持.     

拱管设计计算及其在燃气穿跨越工程中的应用探讨

城镇燃气输配工程在建设过程中经常会遇到管道穿跨越的工程,特别是在江南水乡地区,河流星罗密布,穿跨越工程是城镇燃气管网建设中的一个重要组成部分,其中拱管是穿跨越的一种方式,已被广泛应用.拱管是钢管弯制、焊接而成的一个圆弧形无铰拱的大跨度结构,在设计过程需要对燃气拱管的各种受力情况进行计算.主要对燃气拱管的设计计算以及拱管在燃气管道穿跨越工程中的应用进行了探讨.从分析计算表明,跨距在30~90米之间,应优先采用拱管跨越方式.     

价值分析原理在真空排污系统管材选择中的应用

真空排污系统改变了传统的排水方式，以真空作为动力输送污水，合理选用真空排污系统的管材是节省工程投资、确保系统安全运行的主要环节，针对真空排污系统的特性，运用价值分析的方法，以三种管材为例，介绍了方案比较中各项功能权重的确定和评分方法，并对其进行了价值分析，选择出合适的管材，并提出了应注意的问题。     

关于按户计量供暖系统的探讨

按户热量计量是建筑节能的一项有效措施,计量方法和所需仪表类型不同,对供暖系统形式的要求也不同、为达到按户计量的良好效果,供暖系统应在设计时考虑到室内温度的可调性,因此应改变传统的没有跨越管的单管顺流式系统,提出了适应既有和新建住宅建筑按户计量的系统形式．并探讨了按户使用热量计量表进行计量时,建筑设计应考虑供暖系统的布置的要求,如设置管道井、过门管道埋设等．并认为在系统布置时,不应拘于传统的布置方法．而应既满足按户计量又具有调控室内温度的功能,以达到节能的目的．     

深水海底管道极限承载能力分析

在深水海域铺设海底管道的环境条件往往比浅水区域更加恶劣,将会在管道垂弯区产生较大的荷载组合,可能导致管道发生屈曲破坏.为确保管道的安全,将深水海底管道简化为理想弹塑性材料,对管道铺设时的受力状态进行理论分析.以最大变形能密度为屈服准则,推导出海底管道在弯矩、轴向拉力和外压共同作用下的极限承载能力公式,并应用到S型深水铺管施工受力分析中.结果表明,水深越深则管道上的荷载组合越大,径厚比越大则管道的极限承载能力越小.使用推导出的深水管道极限承载能力公式可以快速、有效地判别管道是否安全.当铺设水深超过3 500 m时,算例中径厚比为20的管道将发生屈曲破坏,而在2 000 m水深时,径厚比超过30的管道才会发生屈曲破坏.     

流体输送管道的固-液耦合特性

用有限元法推导流体输送管道固－液耦合振动方程，得到反对称的固－液耦合阻尼矩阵和对称的固－液耦合刚度矩阵。用QR法计算管道的前四阶固有频率。分别讨论了流体流速、压强变化以及固－液耦合阻尼和刚度对管道固有频率的影响；给出了不同边界条件管道的临界速度和管道前四阶固有频率－流速曲线。这对于火箭发动机燃料馈给管道、水轮机供水管道、城市集中供热干管、输水母管、石油集输管线等的研究与设计都有参考意义。