水中运行设备共振幅频特性研究

在水力机械等淹没水中设备的运行中,常遇到剧烈振动造成设备损坏等故障,多认为由共振引起。本文首先对单自由度简谐振动系统自由振动、强迫振动方程的稳态振动解进行无量纲化处理,计算出不同阻尼比条件下的共振频率比、共振幅值比,发现阻尼比、共振频率比、共振幅值比三者之间存在一一对应的单调变化关系,并据此提出了分别测量设备在水中及空气中的自由振动频率,假定空气中自由振动频率为设备固有频率,再依次确定水中阻尼比和共振幅值比的反求式估算方法。本研究采用敲击法进行了混流式水轮机模型转轮水中及空气中自由振动频率测试,发现其水中自由振动频率比空气中低,其水中一阶自由振动频率与空气中一阶自由振动频率之比约为0.758~0.872;如假定该值为水中自由振动频率比,可计算出相应的水中阻尼比为0.652~0.490,共振幅值比约为1.01~1.17。本研究还进行了中间固定两侧悬臂梁在空气及水中的真实共振试验,在两侧悬臂梁计算固有频率附近均发生明显共振,发现水中共振频率比空气中明显降低,用反求法获得的水中共振幅值比小于2,水中共振幅值对空气中初始振动幅值放大倍数也非常小,进一步说明水中共振时对激振幅值的放大作用非常有限。     

空化对振动水翼附加质量和阻尼特性影响研究

抽水蓄能机组需频繁调节工况以适应电网需求。由此水力激振频率范围加宽,共振风险增加。附加质量和阻尼特性是评估共振工况点和共振幅值的关键参数。在空化发生时,叶片绕流流体从液相变成汽相,其复杂的流固耦合效应对叶片附加质量和阻尼特性产生影响。本文将叶片简化为NACA 0009水翼,探索了空化发生时基于双向流固耦合的附加质量和水力阻尼特性预测方法。结果表明,模拟得到的静水中固有频率和不同空化数下的空化脱落频率与实验结果吻合良好,相对误差分别在7.12%和8.76%以内。在空化数σ=1.04~2.02范围内,固有频率和水力阻尼随空化数的降低分别增大和减小,相对于实验的平均误差分别为9.69%和13.65%。内部流动分析表明反向射流导致前缘空化周期性脱落,吸力面的绕流速度下降则是空化发生后水力阻尼下降的主要原因。研究成果对抽水蓄能机组设计阶段预判空化时的叶片振动评估具有重要指导意义。     

发电机定子绕组端部振动在线监测装置缺陷分析和处理

介绍了发电机定子绕组端部振动在线监测装置缺陷处理的方法和过程,采用分段排除法和频率分析法,排除了发电机发生共振故障的可能性,避免了发电机组急停事故的发生。     

水平旋转梁的自由振动分析

本文引入一种较新的数学方法阿德米安修正分解法(Adomian modified decomposition method,AMDM)研究在不同边界条件下水平旋转欧拉梁的振动分析。通过与前人的计算结果比较,验证了本文方法的有效性。阿德米安修正分解法提供了一种在任意边界条件下,对旋转梁进行自由振动分析的简单而准确的方法。     

FR-4型防振锤振动特性数值分析

建立了FR-4型防振锤的动力学模型,求解并得到了了FR-4型防振锤的固有频率,通过定速度法和定振幅法分别计算了防振锤的耗能功率,并运用MATLAB和ANSYS软件进行模拟。结果表明:FR-4型防振锤有四个固有频率,在其固有频率附近FR-4型防振锤耗能功率较高,为进一步研究输电线路的防振锤防振方案提供基础。     

Coupled hydroelastic vibrations of an elliptical cylindrical tank with an elastic bottom

An exact three-dimensional analysis based on the linear potential theory and the elaborated method of eigenfunction expansion in elliptic coordinates are presented to study the free coupled elasto-hyrodynamic characteristics of an upright non-deformable cylindrical container of elliptical planform with a flexible bottom plate, filled to an arbitrary depth with an inviscid incompressible liquid. Extensive numerical data are presented in an orderly fashion for the first few symmetric/anti-symmetric coupled hydroelastic natural frequencies as a function of fluid depth parameter for two plate aspect ratios. Also, selected hydrodynamic and structural deformation modes shapes are presented in graphical form. The effects of liquid level, bottom plate elasticity, and cross sectional aspect ratio on the sloshing frequencies and hydrodynamic pressure modes are examined. The validity of the results is examined through computations using a commercial finite element package as well as by comparison with the data available in literature.     

预应力混凝土梁桥自振特性分析

建立双折线预应力钢筋混凝土等直梁的强迫振动的运动微分方程,分析了梁在预应力钢筋作用下的横向振动问题,将运动微分方程解耦,得到梁在预应力作用下自振频率的解析解,分析了梁的自振频率与预应力和偏心距的关系,通过实例计算,得到了梁在不同预应力时梁桥的自振频率曲线。     

基于遗传算法的机床进给系统边界条件识别及动力学研究

文章借助于数学建模、力学分析、以及实验的方法,在构建滚珠丝杠力学简化模型基础上,对滚珠丝杠动力学性能进行研究,推导滚珠丝杠在集中质量的影响下以扭转、支撑弹簧支承的固有频率公式,在提出固有频率理论公式的基础上研究了梁结构的动力学性能,提出了基于遗传算法识别梁结构边界条件。利用实际的低阶固有频率和振型,辨识出工作台质量、支承轴承横向和扭转刚度。结果表明,该方法具有良好的识别精度,具有一定的工程实用性。     

24.0X2.364-2.6 m大跨度舌瓣式钢闸门有限元分析

本篇论文以24.0X2.364-2.6m舌辨式钢闸门为例.文中主要内容一方面是对闸门进行有限元分析,另一方面是对闸门进行模态分析.对闸门在实际运行当中发生的振动现象进行分析并探讨抑制闸门振动的措施.     

孤立波作用下组合型港池共振响应的数值研究

港池受到孤立波入射时会在港池内激发多种模态的共振响应。为进一步研究不同平面布置形式港池的响应特性和共振规律,建立不同内外港池长度和连接位置的组合型港池,采用基于Boussinesq方程的波浪数值模型MIKE 21-BW模拟了孤立波作用下组合型港池的共振响应,对数值模拟的结果进行频谱分析和波幅分布测定并与现有理论值比较。结果表明,孤立波正向入射组合型港池激发的主要响应模态的频率和与其长度相等的细长港池的理论固有频率接近,各主要共振模态的振幅与内外港池的长度和两港池口门的距离有密切关系;波浪入射方向和港池内边界反射条件的改变对狭长组合型港池中形成的各共振模态的形状影响不大,但是增大港池宽度会使港池内激发明显的横向共振。最后提出了消减港湾共振的平面布置形式,可为实际工程设计提供指导。