汽轮机部分进汽试验台振动数值分析

针对汽轮机部分进汽试验台建立三维计算模型,通过有限元方法对不同工况下汽轮机组的振动情况进行数值分析,并通过在基频下实验与模拟结果的比较,验证了数值计算的正确性,同时给出了在倍频上没有出现振动的原因。计算结果表明:不同工况下,转速、进口总压对激振力引起的基频振动都有较强的影响;随着进口总压的上升,机组在基频上的振动将加强,同时也要关注高频激振力引起的高频振动。计算的结果为机组的安全运行提供了有价值的数据。     

含间隙碰撞振动系统的非线性振动特性

基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙结构的碰撞振动动力学模型,采用四-五阶Runge-Kutta法进行了数值求解,并通过分析不同频率比、激振力幅值和间隙下的分岔图、相图、Poincaré图和功率谱图研究了该模型的非线性振动特性.结果表明：随着频率比、激振力幅值和间隙的改变,碰撞振动系统出现了周期、倍周期和混沌运动;频率比和激振力幅值对系统的非线性振动特性影响很大,出现了较宽的混沌带,而间隙对系统响应的影响相对较小,但在较小间隙的变化范围内,系统的振动特性变化却较显著.     

大型平面钢闸门流激振动模型试验与数值模拟

针对大型平面钢闸门的流激振动问题,制作了大型平面钢闸门的水工模型,通过水力学试验研究了闸门脉动压力特性;并制作弹性相似模型,采用试验模态分析法研究闸门的结构动特性、运用三维有限元数值模拟手段计算闸门的自振特性.对比发现,闸门自振频率的计算值与试验值非常接近,振型完全一致,通过数值计算可考察流固耦合效应对闸门动特性的影响.基于水力学试验采用动力时程方法计算了闸门流激振动响应,评价了闸门的抗振安全,可为闸门结构的优化设计提供依据.     

考虑流固耦合的泵站压力管道激振特性有限元分析

为探究大型高扬程泵站压力管道运行时高频激振的诱因和振动特性,以甘肃省景电二期总干七泵#1压力管道为研究对象,采用附加水体质量法建立基于ANSYS有限元的简化流固耦合仿真模型,对压力管道的激振特征进行数值模拟,分析不同机组启闭工况下压力管道的振动模态及位移变形规律,揭示压力管道的主要振动变形特性。结果表明,在多种运行工况下,压力管道弯管段和大小管连接段振动比较明显,且高阶模态的振型振幅高于低阶模态,不易被激振的出水管随着阶次的增高也逐渐产生振动变形。经DASP测试系统现场振动监测表明,数值模拟结果与现场测试结果吻合良好。该结论可为高扬程泵站压力管道避振、减振优化设计提供技术支撑,也为同类泵站工程的更新改造设计和安全运行提供理论依据。     

汽轮发电机组自激振动的激振源分析

自激振动是汽轮发电机组经常发生的故障,尽管汽轮发电机组的自激振动可归纳为轴承稳定性不足和汽流激振两个方面,但要查找具体的激振源却十分复杂。文章结合4个实际案例,对轴承自位能力差、轴承标高沉降、间隙激振及密封激振等不同的自激振动源进行分析,并给出了相应的处理措施,解决了工程实际问题,可为汽轮发电机组自激振动故障的诊断和治理提供参考。     

风电叶片双向电动往复式疲劳加载系统振动特性分析

基于电动往复式激振器,设计一种兆瓦级风电叶片双向疲劳加载试验系统.针对双向疲劳加载时出现振动耦合问题,建立风电叶片双向激振疲劳加载系统的动力学模型,并在此基础上建立仿真模型数值仿真系统耦合过程,得到在激振频率、安装位置影响下的系统耦合过程及基本规律.最后,搭建风电叶片双向激振疲劳加载试验系统,试验验证理论分析及仿真结果...     

发动机冷却风扇对车内振动噪声影响分析

针对某车型开发过程中的问题进行了详细分析,研究了风扇振动导致的车内噪声的问题。通过模拟分析对风扇加载,得到车内不同位置的响应,模拟结果与实际测试结果吻合。在无法更改激励源激振频率的情况下,研究了使用板贡献量的方法找到车内贡献最大的结构,通过改善结构降低了车内的响应。     

基于喉部出口流场的电站凝汽器管束汽流激振评估的数值研究

管束汽流激振现象的避免可以提高电站机组凝汽器的安全保障。采用数值模拟方法,对凝汽器喉部的蒸汽流动进行模拟,在基于喉部出口流场分布的基础上,选用判别汽流激振的工程经验公式——Peake C.C.公式完成了对管束汽流激振的评估研究。研究结果表明,不同工况下喉部出口的流场分布有所不同,在喉部出口二维截面上评估出的可能发生汽流激振的位置也不同,但部分区域在不同工况下均存在较大的汽流激振可能性,建议在该区域采取防范措施。     

具有干摩擦阻尼结构的成组长叶片动力学建模及数值仿真

针对汽轮机的末级成组长叶片进行了动力学分析,采用固定界面模态综合法对具有局部非线性的高阶方程进行降维处理,并应用此方程数值分析了成组叶片在外激振力作用下的非线性振动响应,采用扭曲梁单元来对阻尼叶片进行建模,建立了叶冠和拉筋处的摩擦力的数学模型,通过Newmark积分法求解动力学的基本方程,分析了不同正压力条件下的响应分布,得出阻尼接触端正压力存在一个最优值,在此值下具有干摩擦阻尼结构的汽轮机成组长叶片减振效果最好。     

一维热扩散方程的格子Boltzmann方法分析

针对一维热扩散方程的数学特点,建立了热扩散方程离散速度模型,构造了其平衡态分布函数,采用Chapman-Enskog展开和多尺度技术,构建了用于求解一维热扩散方程的D1Q3模型,进行了验证性数值实验。实验结果表明,模型的数值解与文献的解析解吻合良好,其两者的误差随网格细化而大幅度减小,从而说明了本文构建的格子Boltzmann模型可用于求解一维热扩散方程。     

汽轮机叶片激振力分析及优化

分析了汽轮机叶片的激振源并建立了激振力数值计算模型，在此基础上，应用谐波分析技术对转速倍率的各阶谐波激振力分量给出定量结果，建立激振力对相关参数敏感度的计算方法。     

风力发电机组塔筒涡致横振研究

文章应用计算流体力学(CFD)及有限元数值分析方法分析了FD82E型2MW抗台风机组的塔筒横向振动问题。根据雷诺相似准则,通过CFD方法研究了涡激振动产生的升、阻力系数及其频率同雷诺数的关系。运用有限元方法计算了塔筒的模态,分析了塔筒在涡激振动下的谐响应,并校核了激振力导致共振时塔筒结构的安全性。对机组吊装的风速条件进行论证分析,为现场吊装提供理论依据。     

汽轮机叶片流体激振安全性的全三维、全功能与全方位分析系统

总结了对于汽轮机叶片流体激振安全性进行全三维、全功能与全方位分析的概念和方法。全三维是对流体激振安全性的分析建立在三维粘性和三维振型的基础上 ,全功能是对流体激振分析建立在弹性力学方程和流体力学方程弱耦合的基础上 ,进而得到流体激振时的动应力并与疲劳寿命相联系。全方位则是可以对汽轮机叶片的各种形式的流体激振 (如小流量下失速流激振、叶尖间隙流激振等 )和强迫振动 (如部分进气激振、静叶尾迹流对动叶的激振、抽汽口激振等 )进行安全性分析。这种流体激振三全系统 (全三维、全功能、全方位 )的建立 ,将是汽轮机叶片的安全性分析水平的重要进展     

风力机叶片两点激励疲劳试验系统设计与特性分析

基于电驱惯性式激振装置,采用能量法计算能耗及动力参数,匹配叶片试验弯矩载荷,设计出一种两点激励共振型风力机叶片疲劳试验系统。建立两点激励加载试验系统的动力学模型,并结合三相永磁同步电机的在d-q坐标系下的状态方程,联合构建系统的机电耦合方程,利用Matlab软件建立仿真模型进行数值仿真分析,得到系统耦合振动过程基本规律。构建两点激振惯性加载系统进行兆瓦级风力机叶片加载试验,验证数学模型及仿真分析的结果,为叶片疲劳试验系统及控制算法设计提供指导。     

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。     

汽轮发电机组轴系扭振引起的叶片响应计算

提出了汽轮发电机组轴系扭振及叶片切向振动的连续质量模型,在此基础上分析了叶片运动对轴系扭振的影响,给出了由轴系扭振引起叶片响应的计算方法,并对实际机组在两相短路时进行了数值计算.结果表明,由轴系扭振引起的叶片应力对叶片的安全性分析是不容忽视的.图3参4     

汽轮发电机组轴系扭振引起的叶片响应计算

提出了汽轮发电机组轴系扭振及叶片切向振动的连续质量模型,在此基础上分析了叶片运动的轴系扭振的影响,给出了轴系扭振引起叶片响应的计算方法,并对实际机组在两相短路时进行了数值计算,结果表明,由轴系扭振引起的叶片应力对叶片的安全性分析是不可忽视的,图3参4。     

湍流风与浮冰联合作用下近海风力机动力学响应

以NREL 5 MW近海风力机为研究对象,基于Kaimal平稳随机风速谱模型建立风力机全域湍流风,同时采用Matlock模型计算动态冰力,模拟风力机所受冰激振动,研究在风-冰联合环境载荷作用下近海风力机动力学响应。结果表明:冰激振动极大地加剧塔顶各向振动;频域上,冰激振动影响主要集中于塔架1阶固有频率和叶片1阶摆振频率,且相应峰值与冰厚呈正相关关系;受冰激振动作用,塔架各向剪切力明显增加,且塔顶和塔基附近增幅大于塔身中部。     

多缸柴油机机体结构有限元模态分析

本文应用有限元法,建立较为精细的柴油机机体有限元实体模型。应用ADAMS机械系统动力学分析软件计算激振力,并且在空间和时间上进行了离散等效施加。对激振力激励下的机体强迫振动响应进行了动态分析,考察机体在激振力的作用下的振动情况、振动评级,并联系穴蚀对气缸套外表面振动加速度进行评价。结果表明,本文采用的计算方案合理的反映了机体振动,具有工程应用价值。     

基于叶片弯振后风轮尾迹流动及气动噪声研究

基于动网格技术,通过编写UDF代码成功实现了叶片的一阶弯振及一二阶叠加弯振。数值模拟过程中,采用大涡模拟(LES)分析刚性叶片与低阶弯振后风轮近尾迹速度与涡量特征。运用FW-H方程,以风轮表面为声源面,通过选取不同测试线上的监测点分析叶片不同运动状态下辐射声频谱及声压级变化。研究结果表明:施加振动后,在0.71R处出现轴向速度亏损,且在叶尖位置亏损最大;振动风轮整体噪声增大。文章通过研究模拟振动风轮的尾迹流动和噪声分析,为实际运行的风力机产生的气动噪声及声辐射传播特性提供一定参考。