表孔弧形闸门流激振动原型观测研究

随着全球水资源的日益缺乏,我国的水资源问题亦日益突出。许多地方缺水严重,有效开展水资源的合理利用已成为缺水地区的首要任务。部分引水工程的弧形闸门需要进行小开度局部开启操作,以调节流量。本文根据某引水工程弧形闸门流激振动原型观测结果,从闸门结构的振动量、振动位移、动应力、结构动力特性等方面评价弧形闸门小开度运行振动特性及其安全性。其研究成果对其他水电工程的表孔弧形闸门的运行操作亦具有一定的指导意义。     

溢流坝表孔弧形闸门流激振动原型观测研究

本文根据溢流坝弧形闸门的工作特点,对工作闸门的泄流流态、闸门结构的静动力特性以及流激振动响应等方面进行了系统观测研究。在静力特性观测研究的基础上,进行了闸门局部开启泄洪状态下的水力学和流激振动状态检测,取得了不同开度下溢流坝闸孔进口水流流态,揭示了大开度运行时门前涌浪对闸门面板下部结构的冲击作用。获得了闸门结构不同开度条件下典型部位的水流脉动压力作用以及振动加速度、动位移和动应力等动力响应参数的量级及其谱特征,取得了闸门振动量随开度的变化规律。对闸门结构的运行安全性进行分析评价和科学论证,提出了闸门结构局部开启的运行操作规程。     

表孔弧形闸门空载振动原型试验研究

针对龙羊峡水电站表孔弧形闸门存在的振动和异常声响问题 ,通过闸门的制作安装精度检测、启闭力测试、模态测试、动力响应测试、声响测试等原型试验方法 ,对闸门振动原因和特性 ,启闭力不均衡问题 ,支臂的应力应变特性、异常声响的原因和特性等进行深入地研究。研究成果表明 :(1)闸门在强振区的振动主要是弹性模量小的水封所激发 ,其根本的原因是闸门的轨道存在严重偏差和铰轴同心度超标 ;(2 )异常声响的主要来源是铰轴 ,其原因是两个铰轴同心度偏差较大和铰轴与轴套之间存在干摩擦所致 ;(3 )门体振动、支臂应力应变的交替变化、启闭力交替变化、铰轴异常声响它们有密切关系 ,其在强振区的主要频率 (1号门约 4Hz ;2号门约 3Hz)基本一致。     

高坝泄流雾化数值计算与原型观测成果对比研究

我国将在西南和西北高山峡谷区相继修建高坝工程,这些工程都有严重的泄流雾化问题.泄流雾化是一种水-气和气-水二相流,运动规律十分复杂,目前多采用原型观测和数值计算的研究方法.本文以二滩水电站为研究对象,对其2个原型观测工况的泄流雾化情况进行数值计算,并将计算结果与原型观测成果进行了对比研究.结果表明,泄流雾化数学模型计算得到的雾化范围和降雨强度分布变化规律与原型观测成果基本一致,该计算模型可以广泛应用到泄流雾化的预测计算中,为工程建设和运行提供必要的技术参考.     

汽流激振下汽轮机各向异性转子振动特性分析

为了探究汽流激振对汽轮机转子振动特性的影响,通过数值模拟得到前8级不同负荷下汽流激振力,将其等效为气体轴承施加在转子上。用集总参数法模化某1000MW超超临界汽轮机高压缸转子,建立各向异性支承模型,利用Riccati传递矩阵法求解得到汽流激振对转子振动特性的影响。结果表明：在汽流激振作用区域,负荷越大,椭圆轨迹方位角越大。随着负荷增加,一阶固有转速增加,二阶减小,汽流激振力对固有转速影响不大。随着负荷变大,一阶和二阶的对数衰减率皆减小。当达到额定负荷时,对数衰减率为0.012,较无汽流激振力的下降97.5%,转子稳定性裕度严重不足,容易失稳。     

水工弧形闸门流激振动特性物模-数模联合预测与安全分析

水利工程中的弧形闸门对整个枢纽的安全至关重要,而水流诱发闸门振动现象很普遍,其动力安全关系到整个枢纽建筑物的安全,对闸门流激振动响应的合理预测是水利工程中的一项重要研究课题。基于嘉陵江新政工程弧形闸门实例,运用物理模型和数学模型对该闸门流激振动特性进行了预测,综合考虑了整个闸门体系的耦合作用以及流固耦合效应,用物理模型仿真模拟了水力系统-闸门结构系统-支撑系统（闸墩）整体耦联振动,强调闸墩对闸门振动的影响,突破了以往将闸墩处理成刚性的方法。提出用三维板壳单元建立闸门空间数学模型并进行动力分析,最后联合物理模型和数学模型对其进行了动力安全分析,提出避免危害振动的措施。     

均匀流作用下海底电缆涡激振动的试验研究

文章在海洋环境水槽中利用缩尺模型开展了海底电缆在水流作用下的涡激振动试验,采集试验过程中模型的应变数据,分析得到模型的振动频率、响应幅值、模态特征等数据。根据试验数据,研究了海底电缆的位移与频谱分析、主模态、主响应频率与最大位移响应幅值特征,并分析了约化速度、悬空高度、悬跨长度等对涡激振动响应的影响。研究成果对海底电缆的工程建设、运行维护及安全防护具有指导意义。     

甩负荷过程水泵水轮机流激振动数值模拟研究

抽水蓄能电站甩负荷过渡过程中机组振动剧烈,有导致转轮疲劳破坏风险。为探究转轮流激振动特性,对水泵水轮机在甩负荷中的典型工况（时刻）进行CFD-FEM数值模拟,分析了压力脉动、转轮动应力和振动模态。结果表明：转速是影响转轮压力脉动和动应力的最重要因素,最大转速工况最危险,转轮内压力脉动最剧烈,叶片动应力值和振幅均大于其他工况;压力脉动导致转轮动应力波动,两者频谱特征一致;转轮最大动应力出现在叶片进口与上冠“T型”连接处,过渡过程中最大值均超过材料许用应力;水力激励力频率与转轮固有频率相差较大,转轮在计算工况发生共振的可能性较小。     

水工结构流激振动的综合集成探讨

本文以高拱坝泄洪振动为背景,从水工、水弹性模型到数值模型,从模糊模型到原型观测的广泛研究领域做一综合概括,对大流量泄洪诱发水工建筑物(泄洪拱坝、导墙,挑溢流厂房、闸墩)振动问题的研究进行综合集成探讨.提出应用水弹性模型和计算机"复合模型"方法最为合理,达到从定性到定量的转变.文中针对一些大型工程(三峡、二滩、小湾、构皮滩、溪洛渡、向家坝)特别是高拱坝大流量泄洪振动有关的研究方法和成果,发表作者的体会.     

挑流消能冲坑内基岩体的动力分析研究

宏观上挑流消能中下游河床冲刷坑的形成,主要是入射水流的冲击能力与河床基岩的抗冲能力两者相互作用的结果。入射水流是以低频紊动的脉动水流为主,而河床基岩的抗冲能力,主要由岩体的强度及其振动特性确定。一般情况下,下游河床基岩在水流脉动的作用下,发生低应力断裂,最后出穴而去,形成冲坑。     

大中型交流电机定子的振动特性研究

本文通过对ＹＲ８００ｋＷ异步电动机定子的模态分析试验．得到交流电机定子的各阶固有频率、模态振型、模态阻尼比。试验结果可作为降低大中型异步电动机和水轮发电机定子振动和噪声设计的依据。     

GHAZI-BAROTHA水电工程尾部节制闸闸下出流水流特性试验研究

通过ＧＨＡＺＩ－ＢＡＲＯＴＨＡ水电工程尾部节制闸水工模型试验，获得了过闸流量－开度－尾水位水流特性曲线。分析比较了理论计算与试验实测过闸流量，对过闸流量与尾水位作了相关分析，经试验数据回归分析计算，提出了计算闸孔淹没出流时淹没系数的经验算式，改进了传统采用查图表获得淹没系统的不便方法，为尾部节制闸调控系统控制闸门开度提供了科学依据。     

摩擦焊接用电磁振动头的仿真分析与实验研究

振动摩擦焊接是近些年发展迅速的一种新型无缝焊接技术。在设计了一种新型的双边激励的电磁式振动头的基础上，采用将磁场简化为磁路进行分析计算的方法建立振动头的简化数学模型，并根据变分原理及非保守系统拉格朗日方程得出系统的运动方程。在考虑了气隙变化对绕组电感和电磁力幅值的影响后利用Simulink仿真分析了该振动头的动态特性。对不同频率下绕组电流波形的仿真结果表明，在发生谐振的时候，系统气隙的周期变化会在电流中产生很多谐波，并在谐振点附近可以获得足够的振幅。实验结果验证了仿真分析的正确性，证明了该振动头的设计方案可以满足振动摩擦焊接的工程实际需要。     

基于四端网络法的扭振监测与分析仪研制

简要论述了汽轮发电机组轴系扭振监测研究及扭振仪现状,阐明了四端网络法的基本原理和该算法的优点,并对应用广泛的用于测量旋转轴扭振的时间脉冲法进行了概要说明.基于四端网络模型和时间脉冲法,文中详细介绍了本扭振监测与分析仪的系统结构和系统功能.该分析仪集扭振数据采集与分析于一体,实时监测扭振状况,并对扭振故障进行在线分析,将对汽轮发电机组安全运行带来短期的和长期的利益.     

电力变压器表面振动信号功率谱分析

理论实践表明,电力变压器表面振动信号特征分析是振动法分析电力变压器状态的一个重要基础,振动信号特征可以用来分析判断其绕组和铁芯的工作状态。文中分析了现场采集的电力变压器表面振动信号的功率特征以及功率与负载电流的关系,为振动法分析电力变压器运行状态提供参考。     

轴系扭振的四端网络模型及其应用

首次提出了一种设计和分析轴系扭振的四端网络方法，给出了其模型结构及处理方法。将扭振系统视为一个整体，从系统的输入阻抗入手，根据不同的谐振特征，可得到频率方程及两端扭转角速度比的一般式，由此来分析轴系扭振的频率特性、阻抗特性、各阶模态等性能。与传统方法相比，四端网络法的模型精确，算法简便迅速，无累积误差，易于实现计算机辅助设计和分析。     

车用爪极发电机电磁振动影响因素研究

针对某型车用爪极发电机的电磁噪声振动问题进行了分析和实验验证。推导出电磁力解析模型;定性分析电机负载、定子与转子同轴度、转子动平衡、爪极形状等方面对电磁力幅值的影响;装配相应参数的电机进行测试验证。结果表明,爪极式交流发电机电磁力会产生6kf(k=1,2,3,…)阶电磁振动,其中36阶最为明显。电机负载,定子与转子同轴度和爪极形状对36阶电磁振动有显著影响。该研究对车用爪极式交流发电机产生的电磁振动噪声优化具有一定的指导意义。     

水轮发电机定子铁心电磁振动原因分析及处理

本文介绍了某大型水轮収电机定子铁心电磁振动缺陷情冴,从设计和安装等方面对缺陷原因进行分析,通过有针对性的技术改造,从根本上解决了収电机电磁振动问题。     

发电机定子绕组端部振动静态特性的试验研究

对发电机定子绕组端部振动静态特性进行了试验研究,提出了发电机定子绕组鼻端头部自振静频率落入100H。共振的危险性取决于其振幅的大小,给出了间接判断发电杌定子绕组鼻端头部静频率振幅大小的方法;分析了当发电杌定子绕组端部椭圆形振动落入100Hz附近时,应根据发电杌的历史状况来决定其处理的方法．     

可倾瓦轴承全尺寸试验及润滑与振动性能研究

针对某在役百万千瓦级核能发电机用可倾瓦轴承瓦温过高的问题,给出了优化的轴承结构参数,并对两个不同参数的全尺寸三瓦可倾瓦轴承在动平衡试验机上同时进行了瓦块温度、油膜厚度、瓦块摆角等润滑性能及轴系振动性能试验,提出了基于瓦块自适应摆动特性的油膜厚度测试方法和瓦块摆角识别方法。结果表明:1号轴承相比2号轴承具有更好的润滑性能;利用瓦块随转子自适应摆动特性识别的油膜厚度相比理论结果具有较高的识别精度,同时依据试验膜厚信息识别的瓦块摆角相比理论结果具有较好的一致性;在振动性能方面,依据转子振动数据识别了转子的一阶临界转速及临界时轴承的综合刚度k_X、k_Y,其与理论综合刚度keq相比平均误差约50%。