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汽轮发电机组基础自振特性测试与环境优化研究

作　者: 李文君
导　师: 屈铁军
学　校: 北方工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 模型试验动力特性分析中间平台减振降噪
分类号: TM311
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 65次
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内容摘要

汽轮发电机基础的动力特性对机组的正常运行起着极其重要的作用,针对国内首次自主设计的Siemens类型660MW等级机组,其基础结构型式、梁柱截面尺寸等方面较以往的机组基础有所不同。结构形式的任何变化都有可能引起结构振动特性的变化,因此有必要采用模型振动试验对其动力特性进行深入的研究。本文对某电厂660MW大型汽轮机发电机组框架式基础进行了振动模型试验研究,建立了1/10的框架式基础模型,通过模型试验得到汽轮发电机基础的动力特性,并在此基础上采用模态分析软件对汽轮发电机组工作过程中的升速启动阶段与工作转速范围内基础的振幅进行了预测,得出了基础强迫振动响应的一系列数据、曲线等,由于该电厂的设备是依据Siemens机型设计的,所以基础振动的检验标准不仅要求以我国《动力机器基础设计规范》为准则,同时还要满足Siemens引申的DIN4024标准。通过预测,得到了满意的结果并对基础振动薄弱部位提出了相关建议。本文还对汽轮发电机组基础的动力特性进行了计算分析。采用国外的结构分析软件GTSTRUDL及有限元分析软件ANSYS对基础进行了动力特性的计算以及扰力作用下的强迫响应分析,从计算结果看结构各阶自振频率较试验结果有所增大,计算的扰力点幅频曲线与试验结果有较好的吻合。针对中间平台这一振动薄弱环节,本文还研究一种新型材料约束阻尼混凝土板的减振降噪效果。对阻尼层板与普通板进行2m×4m的真型试验比较,得到阻尼层板的阻尼效果随频率、振型的变化而不同,并有一定的降噪效果,提出进行进一步研究工作的必要性。根据德国标准DIN中有关汽轮机基础设计的指导思想,要求中间平台与柱之间进行柔性连接,以减小中间平台所产生的振动。因此本文通过弹簧阻尼隔振与阻尼层板共同作用的形式进行实际结构的整体数模计算,分析减振效果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
1. 引言  9-16
  1.1 选题背景  9
  1.2 国内外研究现状  9-12
  1.3 基础的特点  12-16
  1.4 试验研究的内容与目标  16
2. 基础动力特性的模型试验研究  16-26
  2.1 模型的相似关系  16-17
  2.2 模型设计和制作  17-18
  2.3 设备质量的模拟  18
  2.4 试验模态分析原理  18-22
    2.4.1 模态分析的理论基础  18-20
    2.4.2 数据处理  20
    2.4.3 模态参数识别  20-21
    2.4.4 模态模型验证  21
    2.4.5 模态参数的应用  21-22
  2.5 试验方法  22-26
    2.5.1 测试方法  22
    2.5.2 试验所用的硬件及软件  22-24
    2.5.3 测点布置  24-26
    2.5.4 激振点的选择  26
  2.6 试验分析内容  26
3. 基础模型试验结果分析  26-94
  3.1 基础的动力特性测试结果分析  26-34
    3.1.1 自振频率、阻尼比及其振型  26-31
    3.1.2 自振特性结果分析  31-33
    3.1.3 试验结果与计算结果的比较  33-34
  3.2 基础的强迫振动响应分析  34-88
    3.2.1 强迫振动扰力的取值  34-35
    3.2.2 扰力点的振动线位移  35-38
      3.2.2.1 《动规》标准预测结果  35-36
      3.2.2.2 DIN4024标准预测结果  36-38
    3.2.3 扰力点的幅频曲线  38-81
      3.2.3.1 《动规》标准的扰力点幅频曲线  38-54
      3.2.3.2 DIN4024标准的扰力点幅频曲线及其与计算结果的对比  54-81
    3.2.4 基础上全部测点的振动线位移  81-88
      3.2.4.1 《动规》标准预测结果  81-84
      3.2.4.2 DIN4024标准预测结果  84-88
  3.3 基础动刚度测试结果分析  88-94
  3.4 基础的综合评价  94
4. 中间平台减振研究  94-114
  4.1 钢筋混凝土平台振动线位移的试验与计算结果对比  95-98
  4.2 约束阻尼混凝土板减振降噪研究  98-106
    4.2.1 约束阻尼混凝土板简介  98-99
    4.2.2 模态阻尼比测试  99-103
    4.2.3 阻尼层板的振动噪声测试  103-106
    4.2.4 阻尼层板的试验结论  106
  4.3 弹簧阻尼隔振加阻尼层板平台数模计算  106-113
    4.3.1 结构模型的建立  107-109
    4.3.2 设备模型的建立  109
    4.3.3 阻尼比的计算  109-112
    4.3.4 振动响应计算结果  112-113
  4.4 钢筋混凝土板平台与弹簧阻尼隔振加阻尼层板平台方案比较  113-114
5. 结论和建议  114-116
  5.1 结论  114-115
  5.2 建议  115-116
参考文献  116-119
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文  119-120
致谢  120

汽轮发电机组基础自振特性测试与环境优化研究

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