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苯酚管道振动的研究及对策

作　者: 方立
导　师: 施哲雄；秦叔经
学　校: 华东理工大学
专　业: 动力工程
关键词: 压力管道振动有限元分析减振
分类号: TQ243.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本课题针对拜耳(上海)聚合物有限公司的一根发生振动的苯酚管道开展减振研究工作。本文探讨了管道振动问题的分析方法,通过具体的计算机分析技术,调整具体的管道走向结构,提出减振方案。为解决苯酚管道振动问题,对管道的现场情况进行了了解,并对管道的振动情况进行测试,采用Caesar II计算机软件对管道的应力进行分析。本次管道明显振动部位位于减压阀后的管道,根据计算和实测结果,可以认为管道存在共振现象,通过改变管道走向结构,并安装阻尼器,改变管道的振型,避免共振。同时也计算了管道现有结构的固有频率,并进行管道振型分析。通过分析计算对管道减振改造提出改造方案,最后对改造后的管道进行振动测试,对比分析改造的实际效果。整个减振效果较明显,有效减小了振动的幅度。对于本次管道振动情况,还分析管道的振动加速度引起的管道系统的应力变化情况,管道振动响应的计算和分析采用谱分析方法。使用Ansys软件对阻尼器安装部位的管道补强前后的应力水平进行计算对比,计算结果表明,管道补强能起到显著降低应力水平的作用,防止管道薄壁在冲击力作用下发生变形破坏。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题背景及意义  9-10
  1.2 压力管道的振动疲劳失效事故  10-11
  1.3 国内外管道振动研究现状  11-15
    1.3.1 气流脉动与压缩机管道振动的研究  12-13
    1.3.2 输流管道振动的分析研究  13-15
  1.4 本课题的研究内容  15
  1.5 本课题的研究技术路线  15-17
第二章管道振动的理论基础  17-29
  2.1 引言  17
  2.2 机械振动的基础理论  17-21
    2.2.1 机械振动的概念  17
    2.2.2 机械振动的分类  17-20
    2.2.3 振动的自由度  20-21
  2.3 多自由度系统的振动  21-25
    2.3.1 影响系数法  21-22
    2.3.2 影响系数与矩阵  22
    2.3.3 固有频率和主振型  22-23
    2.3.4 多自由度系统的自由振动和强迫振动  23-25
    2.3.5 传递矩阵法  25
  2.4 管道振动的相关理论  25-28
    2.4.1 简单管系的结构固有频率  25-26
    2.4.2 复杂管道系统的有限元分析  26-27
    2.4.3 消减管道振动的方法  27-28
  2.5 小结  28-29
第三章管道的振动测试与分析  29-43
  3.1 引言  29
  3.2 管道的振动测试  29-31
  3.3 管道的应力分析情况  31-34
    3.3.1 计算采用的软件  31-33
    3.3.2 管道的应力分析  33-34
  3.4 管道的振动模态分析  34-42
    3.4.1 CaesarⅡ的动态分析和数据输入  35-36
    3.4.2 管道的固有频率和振型分析  36-42
    3.4.3 分析结果讨论  42
  3.5 小结  42-43
第四章管道的减振改造与分析  43-55
  4.1 引言  43
  4.2 管道改造方案分析  43-46
    4.2.1 调节阀振动可能性分析  43-44
    4.2.2 管道改造结构  44-46
  4.3 管道结构的应力分析  46-47
  4.4 改造后管道的固有频率和振型计算  47-51
  4.5 振动管道的减振改造  51-54
    4.5.1 减振改造的实际效果  51-52
    4.5.2 减振改造时发现的事故隐患  52-54
  4.6 小结  54-55
第五章管道的振动响应谱分析和结构补强分析  55-65
  5.1 引言  55
  5.2 管道振动响应谱分析  55-60
    5.2.1 响应谱分析数据需求  55-56
    5.2.2 计算结果讨论  56-60
  5.3 阻尼器局部补强的应力分析  60-64
    5.3.1 管道未补强时应力分布情况  60-62
    5.3.2 管道补强时应力分布情况  62-64
  5.4 小结  64-65
第六章总结  65-67
参考文献  67-69
致谢  69

苯酚管道振动的研究及对策

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