海洋固定平台结构的振动分析方法及算例

以渤海油气田某注气平台为例,介绍应用ANSYS有限元软件进行振动分析的方法和步骤,阐述结构振动模拟前提和评判准则,并给出结构减振建议,为海上固定平台振动分析提供借鉴。

船舶主机基座系统振动分析及控制技术

船舶主机基座系统是由基座结构和控制系统等2个部分组成。在主机持续工作的情况下,产生的交变载荷会通过基座系统传递,引起船体结构振动,可能对船体结构的安全构成威胁。通过合理设计基座结构和控制系统,可有效控制船舶主机传递到船底结构的振动,以满足更高的减振要求。首先介绍船舶主机引起振动的机理和振动分析方法,详细综述船舶主机基座结构、被动控制系统和主动控制系统的减振机理和优化研究成果,并对未来的研究进行一定的展望,为船舶主机基座系统的减振设计提供有益的参考。

台风登陆期间跨海大桥风-浪-流作用结构振动分析

台风登陆时,常诱发狂风、巨浪、风暴潮等自然灾害,威胁跨海大桥的安全。开展台风登陆期间跨海大桥风-浪-流多灾害作用随机振动分析对桥梁结构设计及安全运营有重要作用。首先,介绍台风登陆期间的风-浪-流多灾害数值模拟技术,利用台风混合风场模型驱动SWAN+ADCIRC波流耦合模型实现桥址海域台风期间的风、浪、潮、流模拟。然后,总结了风、浪、潮、流荷载的计算方法,其中风荷载采用了台风风谱,波浪荷载考虑台风波浪谱及各墩非一致激励。以某跨海公铁两用大桥为例,基于台风“艾利”期间的环境参数模拟结果,并借助有限元软件ANSYS开展跨海大桥多灾害作用振动分析。研究结果表明,长期响应的统计特征可利用每次10 min的30次短期随机时程分析结果均值作为代表值,桥梁短期动力响应极值服从广义极值分布;考虑风向、波向变化对桥梁随机振动分析结果影响显著。

整体式外转子潜油永磁电机电磁振动分析

整体式潜油永磁同步电机螺杆泵机组,不同于传统分体式结构,永磁电机内部空间紧凑、结构复杂,易因电磁振动导致机组共振损坏。基于整体式机组电磁方案,开展电机空载、负载气隙磁场及电磁力分析,对定、转子及定转子装配进行模态分析,验证电机在电磁激振力作用下发生共振概率较低。可为该新型人工举升采油装备的研制提供设计依据,加速我国高致密油田水平井的开采进度。

膜片式微通道预冷器换热微细管束振动分析与可靠性评价方法

针对预冷吸气式组合发动机的膜片式微通道预冷器换热微细管束振动可靠性问题,建立换热微细管固有振动特性计算方法与数学模型,研究预冷器换热微细管在高速气流冲击下的振动模式,给出综合考虑旋涡脱落激振、紊流抖振和弹性激振等多种共振模式的预冷器换热微细管束振动可靠性评价模型,揭示预冷器换热微细管振动可靠度的变化规律。研究结果表明,预冷器换热微细管的固有振动频率与换热微细管外径、壁厚、相邻支撑间隔板之间跨度以及材料特性等参数密切相关,其振型具有正弦函数的特征;预冷器换热微细管在高速气流冲击作用下存在旋涡脱落激振、紊流抖振、弹性激振等共振模式;预冷器换热微细管振动可靠度随外侧被冷却工质流速的增大呈现出先降低后提高并趋近于某一数值的变化规律;为防止预冷器换热微细管发生共振损坏,在结构设计中要充分结合工作剖面、流动换热特性等,合理设计换热微细管束结构参数。

某船柴油发电机组增压器振动分析与控制

本文针对某船柴油发电机组增压器振动过大的问题,通过实船测试排查,逐步找出增压器振动的具体原因,主要是增压器废气蜗壳固有频率与柴油发电机组发火频率吻合引起的共振。经过分析给出具体的振动控制措施,通过增加局部支撑强度、减小悬臂质量等措施改变增压器的固有频率。实船测试表明,增压器SD点振动烈度从101.5 mm/s降低到52.9 mm/s;LG点振动烈度从60.2 mm/s降低到35.7 mm/s,证明振动问题得到很好的解决,该研究分析有助于柴油发电机组增压器出现异常振动时的判断、识别以及治理。

煤矿机电大型设备噪声与振动分析及优化控制策略研究

针对煤矿机电大型设备中噪声与振动问题,主要深入分析了噪声与振动的来源与影响,采用声级计、加速度计等测试方法对设备进行监测,并通过频率分析、时域分析等技术处理测试数据。并进一步提出了减振设计、降噪措施以及智能控制策略,旨在实现对煤矿大型机电设备的优化控制。通过仿真实验,验证了这些优化控制策略的有效性,为改善矿工作环境和提升设备性能提供了科学依据。

基于振动分析的造纸机械故障诊断及监测研究

为实现对造纸机械不同故障运行状态的诊断与监测,提出一种基于振动分析的造纸机械故障诊断及监测方案。方案通过采用时域分析方法分析出造纸机械振动信号波峰值、均方根值、峭度、裕度、波形,确定造纸机械是否发生故障,并采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)确定造纸机械故障位置和类型,实现了造纸机械故障诊断与监测。仿真结果表明,所提方案可实现对仿真信号、模拟试验台和实际造纸机械轴承滚体表面故障、内圈故障、外圈故障等不同类型和位置的故障进行诊断与监测,具有一定的可行性、有效性和实用性,为造纸机械故障诊断和监测提供了参考。

基于振动分析的蒸汽锅炉引风机故障诊断与检修

某高含硫天然气净化厂35 t/h中压蒸汽锅炉引风机K-073404在例行大修后运行至2个月时出现振动超高问题,振动最高测点M1H达6.05 mm/s rms。使用振动分析仪Commtest vb7对整体机组做振动检测,通过波形、频谱、相位分析、数据对比和工况调整等手段,诊断出振动超高的主要原因为引风机转子存在动平衡故障,次要原因为引风机的调心滚子轴承存在异常磨损或缺陷,对引风机叶轮进行解体检查发现存在123 g和67.5 g两处较大的不平衡量,风机轴承箱内调心滚子轴承的保持架异常磨损。经更换风机轴承箱两端调心滚子轴承,并对风机叶轮做动平衡校正,且符合GB/T 9239—2006 G2.5要求后,引风机K-073404恢复正常运行。经过实践验证发现:基于振动分析的手段对动设备开展故障诊断,可对故障原因做出预判,使检维修工作效率大幅提升,经济效益显著提高。

基于燃料组件振动分析软件FAVA的水隙变化研究

燃料组件振动引起的燃料组件之间水隙变化对反应堆内功率波动具有重要影响.为了研究燃料组件振动和水隙变化行为,根据燃料组件结构及其振动特点建立了燃料组件振动分析模型,并开发了燃料组件振动分析软件FAVA.首先,通过与商用有限元软件Abaqus对比,对燃料组件振动分析模型进行了验证;其次,通过分析燃料组件振动引起的水隙变化,比较FAVA软件计算的燃料组件振动频率与堆芯功率波动频率,说明了堆芯功率波动主要是由燃料组件振动引起的;最后,分析了燃料组件刚度变化对振动的影响.

基于振动分析的液驱往复式氢气压缩机压缩周期参数非直接测量方法

针对氢气压缩机的振动信号成分相对复杂、易受噪声干扰以及压缩周期难以自动提取的问题,本文提出了基于变分时域分解、Hilbert变换和自相关函数相结合的液驱往复式氢气压缩机的压缩周期参数非直接测量方法。首先建立了液驱往复式压缩机活塞冲击仿真信号的数学模型,模拟活塞撞击气缸左、右极限位置时的振动信号,利用变分时域分解算法将模拟的活塞冲击信号从整个仿真信号中分离出来,然后利用Hilbert变换对分离的活塞冲击仿真信号进行包络解调并绘制包络谱,对包络谱的幅值序列进行自相关运算,最后自动检索自相关函数曲线最大峰值对应的延迟点数,计算压缩周期参数值。仿真信号分析结果表明:该方法可以自动提取获得正确的压缩周期参数值,当冲击信号受噪声影响时仍然具有高鲁棒性,其对9种不同信噪比仿真信号的提取成功率为88.89%。最后,将该方法应用到真实的液驱往复式氢气压缩机上,分别采集了不同电机转频、进气压力和二级排气压力共12种稳态运行工况下的排气阀振动信号。实验台数据分析结果表明,该方法提取的成功率为100%,与频谱、倒频谱、包络谱以及自相关函数的结果对比表明,该方法在所有5种方法中的提取成功率最高,进而验证了本文所提方法的有效性和优越性,为氢气压缩机状态监测、故障诊断与寿命预测提供了基础运行工况参数。

基于参数化建模的螺旋桨直径削边振动分析

螺旋桨经历不同运行工况后,常出现负荷过重或断裂情况,使得船-机-桨不能处于最佳匹配状态。为解决这一问题,常使用直径削边技术改造螺旋桨几何,使船-机-桨重新正常匹配。现有研究未考虑直径削边对螺旋桨振动特性的影响。本文利用有限元法,融合Matlab编程技术、Ansys二次开发技术,开展直径削边对有/无侧斜螺旋桨振动特性影响的研究,揭示关键参数对切割前后螺旋桨振动规律的影响机理,为寻求船-机-桨匹配下振动特性最优的削边方案提供理论指导。

埋置动力机器基础振动分析施加边界条件的方法

通过对国家标准的深入理解和应用,针对埋置动力机器基础周围为回填土时的实际工程,提出了有限元振动计算和分析时埋置动力机器基础边界条件的施加方法。通过数值算例对比可以发现,该方法准确且有效。

既有地铁车站地连墙爆破拆除施工振动分析

盾构在掘进过程中遇到地连墙阻碍时,采用爆破拆除是一种高效的技术方法。因此,结合天津地铁7号线八里台站地连墙爆破拆除工程,采用数值模拟和现场监测的方法,对地铁车站以及周围建筑物的位移变化和振动传播规律进行了研究分析,即利用有限元软件MIDAS/GTS-NX建立三维模型并采用现场监测数据验证了模型的准确性。其结果为爆破振动速度在监测点处与模拟结果基本吻合,且均满足安全规范要求;爆破振动速度以炮孔为中心向四周迅速传播,达到峰值后逐渐衰减,10m之外的振动速度降至2cm/s左右。

基于振动分析的电厂水泵故障诊断与检修

电厂中的水泵设备对于电厂的稳定运作起至关重要的作用。该篇研究专门检阅了电厂水泵的故障问题,并借鉴了振动分析的技术进行诊断以及检修工作。有系统地搜集、分析了水泵的振动信号数据,并基于此数据点创建了电厂水泵的振动状态故障模型,此模型对于识别水泵的运作情况和可能存在的故障类型有着显著的作用。重点关注了频谱分析和信号时频分析技术,对振动信号进行了深度解剖,以此更确切地定位到故障的具体位置和严重程度。根据故障诊断的结果,对于每种不同类型的故障,都提出了一系列具有针对性的检修方法,并证明了这些方法对于修复故障、防止故障再度发生具有显著的效果。这种基于振动分析的电厂水泵故障诊断与检修方法,易于操作,能及时正确识别故障,有助于电厂的稳定运行,降低因设备故障带来的风险和损失,具有较高的应用价值。

数控机床切削过程中的振动分析与控制策略研究

数控机床切削过程中振动问题成因复杂且对切削加工精度、质量、效率等有较大影响。梳理了数控机床切削的振动的影响因素、振动机理、振动衡量等基础概念,以及金属切削过程的主动、被动和半主动颤振控制技术;从数控机床切削颤振控制技术发展、控制逻辑以及基于数理模型的控制模型建构逻辑角度等探讨颤振的控制策略,并从系统动力学、多元数据融合、智能控制等角度予解释。

76000 t散货船上层建筑振动分析及控制

低风阻上层建筑整体较窄并拥有较长的桥翼,针对其可能存在有害振动的问题,以76000 t散货船为研究对象,在设计阶段建立了模拟实船的有限元计算模型。通过对其进行总振动预报分析及上层建筑各舱室的局部振动响应分析,得到响应结果后并对上层建筑进行结构局部优化。结果表明:低风阻上层建筑部分舱室及驾驶室两侧桥翼易产生振动问题,需要通过局部增加钢围壁或增加板厚等方式使其满足要求。

基于振动分析的老旧建筑结构安全评估与维修技术研究

随着建筑物使用年限的增加,材料老化、环境侵蚀、设计和建造标准的变化会导致建筑的结构安全性和功能性逐渐降低,在此情形下,振动分析技术可以对建筑结构的动态响应变化进行监测和分析,从而有效地评估建筑结构的健康状况。因此,本文对基于振动分析的老旧建筑结构安全评估及其维修技术展开探讨,以期为老旧建筑的维护和更新提供科学、有效的技术支持。

基于振动分析的发动机异响故障诊断

汽车电控发动机在运行过程中会产生各种异常响动,传统的听诊诊断方法存在主观性强、误差大等问题。为提高发动机异响故障诊断的准确性和效率,提出了一种基于振动分析的故障诊断方法。该方法首先采用小波变换和维纳滤波相结合的算法对采集到的发动机振动信号进行降噪处理,然后从时域、频域和时频域提取特征构建特征向量。基于卷积神经网络构建故障诊断模型,实现对发动机异响故障的自动识别和诊断。实验结果表明,所提方法能够有效识别多种发动机异响故障类型。研究成果为汽车电控发动机故障诊断提供了新的技术路径,对提高汽车维修效率和安全性具有重要意义。

基于振动分析的造船龙门起重机运维系统

文中提出一种基于振动分析的造船龙门起重机运维系统,详细介绍了该运维系统的构成、振动数据采集和分析方法,并以造船龙门起重机的起升机构为例介绍振动数据分析过程,阐释了设备状态评估流程和意义,针对设备状态评估标准现状并结合经验给出了设备状态分类表,可为设备运维系统设计提供有益参考。