某抽水蓄能电站地下厂房结构体系抗振研究

以某大型抽水蓄能电站为例,采用不同的地下厂房结构布置方案,即楼板采用板梁结构或厚板结构、上下游侧采用边墙结构或立柱结构、改变立柱结构的截面尺寸,提取结构的模态,分析了厂房结构的自振特性,并基于谐响应法分析了额定工况条件下不同方案之间动力特性的差异和楼板厚度敏感性。结果表明,在机组动荷载作用下,改变楼板结构形式或采用不同截面尺寸的立柱在一定范围内对厂房整体的自振特性作用有限;从厂房抗振角度来说,上下游侧采用边墙结构比立柱结构更有利;当厚板结构的厚度达到0.7m时,与现有板梁结构的抗振能力基本相当;就一般情况而言,板梁结构的抗振能力要高于厚板结构。因此,应结合工程实际情况来选择最优的结构体系布置方案。     

宝泉抽水蓄能电站地下厂房结构静动力分析

以宝泉抽水蓄能电站为例,针对厂房结构面临的激振频率高、中拆方案削弱机墩刚度的振动问题,建立了有限元模型,分析了结构静动力特性,提出了采取加强楼板约束和提高楼板刚度措施,以满足地下厂房抗振要求.     

阿海水电站厂房结构抗振分析

以阿海水电站厂房结构为例,采用定性判别和定量分析两种方法评价了厂房结构抗振安全性,首先分析计算了主、副厂房及楼板等局部结构的自振特性,然后分析了3种潜在振源(机械、电磁、水力)的频率特性,并按共振校核法对厂房结构抗振安全性作出了定性判别,最后将机组水力激振作用下的厂房振动简化为简谐振动系统,采用逐步积分法定量计算了厂房结构的动力响应,所得结果可为厂房抗振设计提供参考。     

水轮发电机组支承结构静动力分析

用三维有限单元方法,对国外某水电站地下厂房的环梁三立柱式异型机墩及风罩、厂房墙本、楼板梁系统所组成的整体结构进行了动静力分析;对厂房内各种振源频率与支承结构固有频率间的耦合共振情况进行了校核,结果表明,该异型机组支承结构的动静力设计是实际可行的。     

原油活性组分对界面扩张流变性质的影响——以胜利油区纯梁油田样品为例

利用四组分分离方法获得胜利油田纯梁原油中的饱和分、芳香分、胶质和沥青质,采用悬挂滴技术研究了不同原油组分模拟油与纯梁地层水间的界面扩张流变性质,考察了浓度和扩张频率的影响。结果表明,原油活性组分中含有界面活性物质,其界面扩张参数随浓度及扩张频率的变化规律与表面活性剂类似。与以往研究不同,四种活性组分模拟油与纯梁地层水的扩张模量和相角的变化趋势极为类似,其中沥青质模拟油的模量整体上略低于其他三种活性组分模拟油。这是因为纯梁地层水中HCO_3~-含量较高,溶液呈弱碱性,促进各原油组分中界面活性物质的吸附,在较低浓度模量可达约30mN/m,界面膜强度较大。随组分浓度增大,生成的离子型活性物质增多,模量降低,相角增大,界面膜黏性增强。四种原油组分中都存在与碱反应的成膜物质,对形成牢固的油水界面膜均有一定贡献。     

高性能钢—混组合板激励响应动力特性试验

基于楼板振动性能研究现状,通过研发的空气调频激励装置及其测试方法,以压力传感检测系统为核心控制参数,提出装配式高性能钢-混组合板模型,进行激励响应动力特性试验。结果表明,该种动力特性时程分布特征由瞬态阶段、稳态阶段和衰减阶段三种状态组成,不同位置处激励响应传播特性一致,加速度、位移、应变等动力响应幅值均不同。该方法可应用于大型水工建筑物板结构及组合楼板结构基频测试与识别等实际工程中。     

风电机组塔架的振动特性分析

为了研究塔架的振动特性,采用结构动力学的方法,从理论分析和仿真计算两方面,对塔架的振动特性进行了分析和仿真计算,得到了激振力频率和塔架位移、加速度的响应特性。研究表明:在外部激振载荷作用下,塔架的振动频率中同时包含激振力频率和塔架的固有频率,仿真计算的结果与理论分析的结论一致。通过对比实测数据,风机正常运行时,塔架加速度的频谱主要集中在塔架的三倍旋转频率附近。     

一种新型的SP余热锅炉振打除灰装置

针对SP余热锅炉振打除灰的需要,文中具体介绍了一种新型的振打除灰装置-蒸汽气动锤。包括本体、蒸汽腔、肋板、冲击活塞及智能控制机构等,该蒸汽气动锤结构简单、运行成本低、运行可靠性高、安全防爆、击打频率可智能控制。     

内燃机轴系可控扭振模拟试验台的研制

设计并建造了一种双电机结构的内燃机轴系可控扭振激励模拟试验台.试验台以调速直流电动机作为转速驱动装置,发电机作为扭振激励源.可控扭振激励采用单片机技术,通过改变单片机提供的PWM信号的频率和占空比,来调节发电机励磁电流,以达到对扭振激励频率的控制.该试验台工作转速、扭振激励可调范围大,信号采集、分析处理及存储均可自动完成,能满足多种轴系不同工况的试验要求.对某无裂纹轴系和裂纹轴系进行了扭振试验研究,试验结果表明:无裂纹轴扭振优势频率在60Hz,而裂纹轴扭振优势频率集中在20Hz左右.     

整体式向心叶轮模态的有限元分析

应用ANSYS有限元软件对一个小型燃气轮机向心涡轮的叶轮模态进行了数值分析。建立了有限元形式叶轮的动力学方程,对方程中非线性的初应力刚度矩阵与离心刚度矩阵采用了线性化简化,应用Block—Lanzos法求解动力学方程的特征值问题,得到了该叶轮的前25阶模态。此外还基于旋转梁的动力学方程,建立叶轮的简化的动力学方程以说明叶轮基本的振动特性。这些特性在数值分析结果中得到了验证。结果表明：由于旋转柔化效应,当叶轮转速上升时,在某一个转速前,各阶频率有不同程度下降,尤其是一阶弯振频率,过了这个转速一阶弯振频率有个突然的阶越。整体式叶轮振动形式主要是叶轮的弯扭振动。     

一种基于数字信号的叶片动频特性试验研究方法

为了满足长叶片动频特性试验研究的需要,解决传统动频试验中传输速度慢、数据量小、抗干扰能力弱和集成化程度低的问题,基于数字传输技术,建立了基于数字信号的叶片动频特性试验体系,并运用设计的试验体系对某型长叶片进行了动频试验研究,获得了该型叶片的动频、三重点、围带调频性能等振动特性。试验结果表明：系统中采用的多通道采集,大幅度提高了数据传输量及系统集成化和数字化;相比于传统的动频试验方法,基于数字信号的叶片动频试验方法具有更强的载波信号强度和抗干扰能力,载波信号频率增大至2.4 GHz,信号带宽最大拓展至500 kHz。动频试验体系性能的提升可以更清晰地展现激振力谐波、叶片的固有频率、三重点峰值等特性,提升了三重点外推计算的准确性。     

主副厂房不同连接形式对GIS室抗震性能的影响

厂房结构的抗震安全对于水电站正常稳定运行意义重大。结合某贯流式水电站的工程实例,通过建立包括主、副厂房和基岩在内的厂房坝段整体三维有限元模型,研究了主厂房屋面网架与排架柱不同连接形式、主副厂房间不同连接形式下厂房结构的固有振动特性,并对振源进行了分析和共振校核。采用反应谱分析法分析了该贯流式水电站厂房的抗震性,研究了地震荷载作用下与GIS室相连接的主厂房下游排架柱和副厂房上下游排架柱地震反应的影响规律。结果表明,主厂房屋面网架与排架柱铰接,且主副厂房间整体连接可明显提高副厂房中GIS室的刚度和抗震性能,研究结果可应用于实际工程。     

风力机桨叶结构振动特性有限元分析

假设风力机叶片是一个末端固支的悬臂梁结构,以有限元方法建立风力机叶片的振动方程,以实际的风力机７ＦＤ－２００为例,应用国际通用的大型有限元分析程序ＡＬＧＯＲ－ＦＥＡＳ,对其振动特性进行分析。ＢＯＲＬＡＮＤＣ３．１语言为编程工具,在ＡｕｔｏＣＡＤ１２ｆｏｒ ＷｉｎＡＤＳ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ环境下开发了简便易用的前处理模块,自动生成叶片的有限元网格图。在计算中,把风力机叶片的振动分为垂直于旋转平面     

X型叶片水轮机水力特点及全三维数值模拟

X型叶片为先进水轮机设备的关键部件,对其水力特性研究很有必要。以新疆某水利工程为例,在联合坐标系下对低水头大变幅X型叶片水轮机流动进行了CFD计算,得到了蜗壳、座环、活动导叶、转轮和尾水管等过流部件的压力分布和速度分布特性,计算结果表明,X型叶片水轮机在设计水头至最小水头大流量条件下更易发生空蚀破坏,而在最大水头小开度条件下尾水管脉动压力变幅较大,振动问题突出。     

高压压气机末级转子叶片振动特性分析

某高压压气机末级转子叶片曾多次发生掉角故障,目前为排除故障多采取局部削角的措施。为分析故障原因和排故后的效果,针对故障叶片和改进后的叶片进行有限元模态分析和振动特性试验,绘制坎贝尔图发现叶片在工作转速下可能会发生双扭复合共振,通过频率响应计算,定性分析了叶片的位移和Von-Mises应力响应变化,发现叶片削角后振幅略有增大,等效应力略有减小。结果表明,虽然削角不能使叶片避开共振区间,但是降低了振动应力水平,从而提高了叶片的抗振能力。     

水泵水轮机转轮加装短叶片前后的流动特性对比

为对比高水头水泵水轮机的转轮加装短叶片前后的能量特性及流动特性,基于SST湍流模型,选取4个具有代表性的水泵及水轮机工况,对有/无短叶片的水泵水轮机进行全流道三维定常计算。数值模拟结果表明,以水泵运行时加装短叶片可抑制脱流与漩涡等二次流现象,降低单个叶片承受的水力载荷,提高转轮进出口、导叶区及蜗壳静压,使泵获得更高的扬程。水轮机运行时添加短叶片可减小转轮出口环量,改善在尾水管内形成的复杂漩涡流,提高其水力效率。相同边界条件下,长短叶片转轮改善了转轮区的流动条件,从而提升了机组的能量特性及水力稳定性。     

叶片整圈振动特性分析及调频优化

为了避免叶片在运行过程中发生共振现象,针对某汽轮机低压次末级动叶片,采用全三维有限元分析方法对整圈叶片-叶轮模型进行振动特性分析。结果表明：初始围带厚度下1阶8节径振型在工作转速范围内出现“三重点”共振,不满足频率避开率要求,容易发生共振,需要进行调频改进;通过改变叶片围带厚度和围带接触面长度进行调频优化,并通过试验验证了调频后“三重点”转速与工作转速避开率满足要求,调频方案有效。     

高速高载荷变转速汽轮机扭叶片优化设计及可靠性分析

为了完成高速高载荷系列工业汽轮机的低压级扭叶片的设计和应用,以常规驱动汽轮机叶片为原型,对其末三级扭叶片组进行了全三维气动性能分析;利用自适应差分进化算法对末三级叶片的型线和积叠规律进行了优化设计;然后根据常规强度计算结果,选择合适的材料并选择松拉筋配枞树型叶根的结构;最后采用有限元仿真软件对其进行了强度振动和动应力及疲劳分析。结果表明：优化后末三级叶片的气动效率提升约1.61%且强度满足要求;设计末两级动叶片时,优先考虑可靠性,其余级因其强度振动问题相对容易解决,优先考虑气动效率;末级叶片材料可能需要选择钛合金,而枞树型叶根是更可靠的叶根形式;选择抗弯模量大、厚度小的叶型搭配松拉筋有利于增加叶片刚度、减小叶片重量,从而为不调频叶片的设计提供参考。     

新型冷却塔用水轮机流固耦合计算与分析

为研究一种新型冷却塔用水轮机结构的稳定性,通过双向流固耦合计算,分析水轮机桨叶在稳定运行时的应力变化及变形,揭示了固体叶轮应力分布与水体压力分布的规律。结果表明,该水轮机的转轮叶片应力分布均匀,且叶片的总变形主要发生在叶片出水边侧;叶片动应力主频、变形主频与叶片通过频率相吻合,可知叶轮结构的动静干涉引起的波动是造成叶片动应力波动及总变形变化的主要原因之一。