基于BIM技术的建筑施工过程优化探析

信息模型(BIM)是一种新兴的数字化施工技术,它能为施工过程的优化提供技术支持。建筑工程建设中存在的问题、已有的优化措施还不够完善,急需新的技术与策略。本文对 BIM技术进行了详细地介绍,并对施工中遇到的一些问题进行了分析。在此基础上,提出了基于 BIM的优化策略,并对实施过程中可能出现的问题及对策进行了讨论。研究表明, BIM技术能够在规划、设计、施工、运营等各个环节实现对施工过程的优化,提高施工效率,促进科技进步。研究结果显示, BIM技术在工程建设中的应用是非常有价值的。

水轮机固定导叶的涡街模拟与振动分析

研究三峡右岸部分机组水轮机固定导叶出水边处的卡门涡街共振问题。根据机组的实际运行情况和产生异常噪声的特点,应用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值分析技术对固定导叶开展出水边处的涡街振动模拟,建立模拟涡街振动的CFD数值模型,采用Fluent软件实现对卡门涡街振动特性的定量分析;同时采用流固耦合分析方法对固定导叶进行水下动态特性分析,获得结构在水中的固有频率。分析表明,固定导叶的卡门涡街频率与其在水中的固有频率是非常接近的,容易发生耦合并造成局部振动。结合现场振动与噪声测试加以验证,确定产生异常噪声的激振源,找到诱发卡门涡街共振的主要原因。通过对固定导叶不同出水边截面几何形状的对比分析,提出有效预防和消除卡门涡街共振的优化方案。

高水头水泵水轮机转轮的抗振防裂纹设计

流体激发转轮振动是目前高水头水泵水轮机稳定运行的关键问题之一。转轮的振动问题主要是由于活动导叶和转轮叶片之间形成的无叶区内不稳定流体相互作用所引发的水力激振在转轮上的力学响应。通过对叶栅干扰的产生机理分析,揭示了这种水力激振力的频率和振型决定于不同活动导叶数和转轮叶片数形成的叶栅组合方式,当转轮在水下的固有频率以及与之相对应的同相振型或反相振型同水力激振力发生耦合时,将会诱发转轮共振,并造成疲劳破坏。结果表明,选择最佳的叶栅组合可以最大限度地降低转轮发生共振的可能性,采用有限元法开展转轮结构的水下振动特性分析和控制局部高应力水平,以及保证良好的制造质量,可以有效提高转轮的抗振防裂纹能力。

带圆筒阀的水轮机顶盖轴向刚度主要影响因素分析

本文从板厚配置、拓扑结构、几何尺寸三个方面系统地阐述了带圆筒阀的水轮机顶盖轴向刚度主要影响因素。了解和掌握这些因素,对于有效控制带圆筒阀的水轮机顶盖的轴向变形具有重要的指导意义。

冲击式水轮机岔管的强度分析与试验研究

本文应用结构分析软件Master对冲击式水轮机岔管的刚强度进行分析,结果表明,焊接处的加强筋可以降低岔管的应力,同时通过试验方法验证了理论计算的准确性。

活动导叶有限元分析边界条件探讨

本文通过采用不同的力学模型以及边界条件,对活动导叶进行了刚强度对比分析计算。根据分析计算的结果,并结合机组实际运行情况,最终提出比较合理的活动导叶刚强度分析力学模型和边界条件,为今后对活动导叶进行刚强度分析提供依据。

水轮机蜗壳座环的应力分析与评定

本文介绍了ASME规范第Ⅷ篇第Ⅱ部分的应力强度标准在水轮机蜗壳座环有限元分析中的应用。以该标准为考核依据,可以使计算过程中产生的局部高应力得到合理解释和控制,使蜗壳座环的设计更具经济性。

水轮机活动导叶水下模态分析

应用结构与流体有限元的流固耦合方法,对大型水轮机活动导叶在不同水体区域边界条件下的水下模态进行了大量对比分析,得到了活动导叶水下模态振型和水下自振频率,并给出了适合活动导叶水下模态分析的水体区域计算模型,为活动导叶水下模态分析和水轮机的稳定性设计提供了理论依据。

测杆应变法平衡乐滩水轮机转轮试验研究

测杆应变法平衡乐滩轴流式水轮机转轮,从结构上克服了钢球平衡法对大型转轮平衡试验的缺点。通过贴在测杆上的应变片,可以精确测量出由不平衡产生的微应变和方向,从而通过计算即可找出消除不平衡所需的重量及方位。

有限元法在水轮发电机转子支架热打键过盈量确定过程中的应用

针对水轮发电机转子支架热打键过盈量的确定问题,本文采用有限元法与经典计算相结合的方法进行研究,过程简单,计算准确;应用有限元法对转子装配进行刚强度分析,可以进一步校核转子支架刚强度水平和热打键过盈量的合理性。

ANSYS优化技术在水轮机顶盖设计中的应用

介绍了应用ANSYS有限元优化分析技术对水轮机顶盖进行结构优化的方法,并且在满足结构刚强度要求的条件下寻找到顶盖设计的最优方案。

抽水蓄能电站水泵水轮机的动静干涉与振动分析

针对抽水蓄能电站水泵水轮机运行过程中出现的振动问题,从产生共振的条件出发,分析了转轮叶片和活动导叶形成的叶栅组合的动静干涉机理。根据转轮对水力激振模式的动态响应,研究了不同叶栅组合方式对水力激振力的影响。建立流固耦合数学模型,对转轮、活动导叶、顶盖及底环等过流部件的动态特性进行了有限元分析,以7/20的叶栅组合为例,阐述了流体激发结构共振的可能性。为了避免过流部件发生共振以及由此产生的疲劳裂纹或断裂等事故,提出了最佳叶栅组合的选择原则、降低无叶区压力脉动的方法以及提高结构固有频率和降低局部应力集中系数的具体措施。

混流式水轮机进水管蝶阀活门裂纹分析

为探讨某电站水轮机进水管蝶阀活门筋板开裂的原因,利用ANSYS有限元软件,分别对蝶阀活门的强度及振动特性进行计算和分析。强度分析结果显示40mm筋板位置的应力水平很低,筋板的开裂并非是应力过高造成的;蝶阀活门、筋板及盖板的模态分析表明,蝶阀活门的40 mm筋板及90mm盖板出现了卡门涡。结合有限元分析结果,对电站蝶阀活门进行现场结构模态测试,测试结果与计算结果吻合。分析结果表明,该电站蝶阀活门出现的裂纹是由卡门涡引起的。

水轮机过流部件出水边夹角对卡门涡频率的影响

利用数值模拟方法,模拟具有相同出水边厚度、不同出水边夹角的一组水轮机过流部件下游侧的卡门涡现象,研究出水边夹角对卡门涡频率的影响,结果表明,随着出水边夹角的增加,卡门涡频率逐渐降低;当出水边夹角增加到30°时,卡门涡频率模拟值大约降低到圆柱绕流卡门涡频率理论公式计算值的1/3。通过对数值模拟结果和理论公式计算值进行对比分析以及数据处理,获得斯特劳哈尔数与过流部件出水边夹角的关系曲线和近似的直线拟合公式。以某水轮机固定导叶出水边卡门涡振动测试数据为基础,对比验证水轮机过流部件卡门涡数值模拟方法的准确性,以及获得的斯特劳哈尔数取值计算公式的准确性。研究结果对合理设计水轮机过流部件出水边形状、避免发生卡门涡共振问题具有较高的指导意义和参考价值。

推力轴承试验台异常振动故障诊断方法

针对某推力轴承试验台运行过程中的异常振动问题进行了故障诊断研究。首先,基于快速傅里叶变换方法(fast Fourier transformation,简称FFT),对实验台的异常振动信号及其特征进行了捕捉和提取;其次,从激振力、系统刚度、共振等因素对异常振动进行了专家系统故障诊断,结合有限元分析的计算结果表明,转频与试验台的动态特性发生耦合是诱发整个试验台共振的根本原因,基于此原因对试验台出现的3个异常振动特点进行了解释;最后,对试验台局部进行了优化,以避免共振发生,优化后的试验台整体动态特性可以有效避开转动频率,测试结果显示新试验台在运行工况范围内均不会出现较大的振动。

回龙抽水蓄能水轮机部件结构刚强度研究

抽水蓄能机组水轮机大部件的刚强度水平对机组的安全运行具有十分重要的意义。本文应用有限元法对回龙机组水轮机的蜗壳座环等大部件的应力和变形进行分析,并根据计算结果给出相应的结论和建议。

某电站水轮机顶盖结构改进方案有限元分析

顶盖是水轮机的重要部件,其性能决定机组能否安全稳定运行。本文利用ANSYS软件,分别建立了某电站水轮机顶盖结构设计原始方案和改进方案的有限元模型,并施加合理的边界条件和载荷。对两种方案的刚强度和动态特性进行了有限元对比分析。结果表明:顶盖原始方案应力水平偏高、不满足许用要求,而改进方案应力水平较好、满足许用要求;原始方案动态特性较差、会引起共振,而改进方案动态特性较好,可避免发生共振。

水泵水轮机导叶卡门涡数值模拟研究

利用数值模拟方法,模拟水泵水轮机不同工况下,导叶出水边的卡门涡现象,揭示导叶下游侧流场涡量分布、导叶出水边附近卡门涡流动状态和流场脱流等。提取监测点速度变化曲线和导叶壁面垂直流向合力变化曲线,通过数据处理,获得水轮机工况和水泵工况,导叶出水边卡门涡频率分别是84.9Hz和53.3Hz。通过对比分析,证明利用经验公式计算得到的卡门涡频率存在较大误差,而数值模拟方法具有较高计算精度。研究结果对水泵水轮机导叶设计、避免发生卡门涡共振问题具有一定指导意义。

水轮发电机不平衡磁拉力计算

分析和对比了线性和非线性不平衡磁拉力计算的几种模型。研究结果显示线性和非线性不平衡磁拉力在很小的偏心时就发生了偏离,非线性模型之间也存在着差别。非线性不平衡磁拉力模型存在的差别体现在建立模型的假设和计算结果上。由于不平衡磁拉力与偏心之间关系的非线性本质,故在对不平衡磁拉力的计算上,应采用非线性不平衡磁拉力模型。可从降低定子和转子之间的相对偏心和适当增加平均气隙两个方面来抑制不平衡磁拉力的产生。

混流式水轮机蝶阀蝶板振动特性研究

针对电站水轮机蝶阀的加强筋板开裂问题,提出了筋板补强方案,利用ANSYS有限元软件,分别对补强前后蝶板结构的振动特性进行了计算和比较。研究结果显示,补强后蝶板结构的各阶固有频率值有了不同程度的提高,而蝶板结构的振型在第4阶后也出现了较大差异的变化,然而这并不能避免卡门涡的出现。通过对蝶板修型,大幅度的提高了蝶板结构的卡门涡频,以此可以避免卡门涡的产生。