输电塔圆钢管的涡激振动气动控制研究

作为一种力学性能卓越的输电塔类型,钢管塔在工程中应用广泛。然而,当钢管塔材长细比较大且趋于水平布置时,钢管杆在风速较小时容易发生涡激振动。在长期运行过程中,这种持续反复的振动可能造成钢管塔构件的疲劳破坏,塔体结构一旦发生破坏,将直接威胁到电网的稳定运行。针对该问题开展研究,采用大尺寸真型钢管杆件,通过风洞试验分别研究了螺旋形扰流线和被动吹气套环2种涡激振动气动控制措施。分析不同螺旋线数量、螺距和不同孔厚、孔型对涡振控制效果的影响规律。研究结果表明:单螺旋线控制效果一般,三螺旋线最多可以削减97.7%的涡振,套环控制最多可以削减75.5%的涡振。文中使用足尺模型以满足雷诺数需求,实现更接近输电塔钢管真实环境的研究,为实际工程中钢管涡激振动抑制提供参考和借鉴。

预制剪力墙全灌浆套筒连通腔工艺与坐浆工艺对比研究

预制剪力墙全灌浆套筒连通腔工艺与坐浆工艺对比分析:制作12个预制剪力墙,将其等分为2组,在预制剪力墙上埋设套筒,每组试件分别进行预制剪力墙全灌浆套筒连通腔操作和预制剪力墙坐浆套筒连通腔操作,利用振动传感器对腔内混凝土进行振动测试,采集浆料振动能量值,通过对腔内浆料进行超声波检测,采集腔内浆料孔隙率。结果显示:预制剪力墙全灌浆套筒连通腔工艺浆料振动能量值和孔隙率低于坐浆工艺。由此可知:预制剪力墙全灌浆套筒连通腔工艺浆料饱和程度高于坐浆工艺,并且浆料孔隙率低于坐浆工艺,故在实际工程中应优先考虑采用全灌浆套筒连通腔工艺。

基于振动传感的直流合成电场测量结构设计

高压直流线路合成电场测量准确性对电磁环境评价具有重要影响,直接关系到相关工程的环保验收。目前最常用的合成场测量设备是旋转场磨式测试仪,其传感器采用快速转动的动片结构和碳刷接触接地的方式,在高速旋转时间歇性接触使得碳刷接地不可靠,离子在动片上积累引起测点附近的电场和离子流分布改变,使得测量结果与实际电场差异较大。为了解决现有接地方式和旋转结构存在的缺陷,在借鉴场磨的测量原理和结构布置的基础上,设计了水平往复运动式的合成场测量防磨损振动传感机构,提出了屏蔽片和感应片的尺寸和布置方式,推导了合成电场与感应电流的正弦关系,绘制了感应信号调制波形,分析了合成场与离子流场幅值、相位关系,通过风速测量条件限值确定了旋转电机运动转速为4800 r/min、振动频率80 Hz。研究结果表明:水平振动式结构静片接地消除了离子流的积累和畸变影响,微型滚珠导套连接可有效降低机械磨损,传感器具有良好的线性度,满足现场测量要求。

灌注桩套管高频振动贯入过程中挤土效应研究

随着全套管振动取土灌注桩施工工艺的发展,灌注桩在工程中的应用越来越广泛,但关于灌注桩套管高频振动贯入机制,特别是套管贯入引起的挤土效应研究还不全面。全面介绍了套管高频振动贯入全过程的有限元-无限元耦合模型的建立过程后,对地表隆起、土体侧移及超孔隙水压力等挤土效应的变化规律进行了详细研究。研究结果表明:水平向的挤土位移随套管贯入深度的增加而增大,竖向挤土位移随着套管贯入深度的增加,浅层土表现为隆起量增大,而深层土表现为下沉量增大;最大挤土位移与套管贯入深度存在滞后效应;浅层土体的隆起为水平向应力加载引起竖向应力增加所致,且隆起分界面深度随着动力荷载幅值增大而增大,随振动频率的增大而减小;超孔隙水压力随套管贯入深度增加而增大,随径向距离增大呈指数型衰减。

套筒连接结构非线性对梁频漂的影响

针对航天器地面振动试验中的频率漂移问题,研究以一端夹支另一端带套筒连接结构均布载荷驱动下的梁为对象,分析了连接结构的轴向回复力、面内摩擦力、预紧力、面内摩擦系数、间隙等非线性因素对梁基频漂移的影响。讨论间隙非线性时,利用相对振型转换法对梁结构进行处理,研究了有、无预紧力两种情况下系统的幅频响应,确定了上述几种因素对梁受迫振动基频的影响,得到的结论对于研究航天器地面振动试验中的频率漂移现象具有参考价值。

中高压外啮合齿轮泵端面间隙的理论计算

在浮动轴套(侧板)受力分析的基础上,通过其内侧油膜挤压力、困油力、工作油压力和其外侧补偿力等的计算,构建出浮动轴套(侧板)轴向的动力学模型.利用龙格-库塔法在一个啮合周期内的迭代运算,获得端面间隙的动态仿真结果,并就压紧力系数、工作油压的不同分布和困油压力对端面间隙的影响进行分析.结果表明:案例工况参数下的端面间隙值一般在0.13 mm左右,与实际情况比较吻合;同一压紧系数下浮动侧板内侧因工作油压的不同分布所引起的总油压力越大,端面间隙则越小;在其他条件不变的情况下,压紧系数越大,端面间隙越小;油压的不同分布、压紧系数的大小对端面间隙具有明显的影响,而困油压力的影响较小;总体而言,中、高压外啮合齿轮泵的端面间隙实际上波动较小,可采用动态端面间隙的均值以简化后续计算.

灌注桩套管振动贯入引起的地面振动及隔振研究

随着全套管振动取土灌注桩施工工艺的发展,灌注桩在工程中的应用越来越广泛,但关于灌注桩套管振动贯入机制,特别是套管贯入引起的地面振动研究还不全面。在全面介绍了套管振动贯入全过程的有限元-无限元耦合模型的建立过程后,对套管振动贯入引起的地面振动规律及施工安全距离进行了详细研究。采用正交试验与数值模拟相结合的正交有限元法评价了各因素对施工安全距离的影响程度。研究结果表明:套管贯入过程中,地面振动主要沿水平向;在套管贯入初期,地面不会产生水平向峰值速度,当套管贯入到振动临界深度时,地面产生水平向峰值速度;地面水平向峰值速度随径向距离增大呈指数型衰减;施工安全距离随动力荷载幅值、接触面摩擦系数增大而增大,随振动频率、土体模量增大而减小。研究了隔振沟的填充材料、深度和宽度对隔振效果的影响,结果表明,无填充料的隔振沟隔振效果最好;隔振沟的宽度对隔振效果影响不大,其深度对隔振效果影响显著。

套筒灌浆密实度直接冲击振动检测方法

装配式建筑结构一般由多个预制构件,通过钢筋套筒灌浆连接形成。然而,目前工程上对套筒内的灌浆密实度还没有可靠的检测和分析判断方法。本文设计一种带有全桥应变片的装置,可对套筒内钢筋产生短脉冲激振,然后对振动信号的时域和频域进行分析,从而实现对套筒灌浆密实度的定性及定量判断。结合室内原型试验,分析不同灌浆密实度的钢筋套筒受冲击后的振动信号,研究冲击信号时域曲线中的波峰幅值A_(Peak)、半峰全宽Δt_(FWHM)和峰宽比R_(Pt)以及频域信号曲线中的峰值频率Ω_(Peak)等特征参数的变化规律。研究结果表明:随着套筒灌浆密实度n增加,冲击信号的时域曲线衰减速率增大,包括波峰幅值APeak、半峰全宽Δt_(FWHM)和峰宽比R_(Pt)等特征参数也均随之增大;随着套筒灌浆密实度n增加,冲击信号的频域曲线的峰频率Ω_(Peak)趋于减小;对于未知灌浆密度的套筒,将冲击信号所得的峰宽比RPt或峰频率Ω_(Peak)代入曲线拟合的计算公式,可直接计算套筒灌浆密实度n,从而实现灌浆密实度的定量判断。

钢结构失稳监测方法和失稳监控部件研究

为了预防钢结构发生灾难性失稳破坏,根据结构失稳与结构响应或特征参数之间的关系,将目前应用于结构健康监测和损伤诊断的方法扩展到钢结构失稳监测领域;评述并归纳了基于应变和位移变化趋势、基于振动-失稳相关性、基于薄壳体积改变率、基于失稳先兆的钢结构失稳监测方法;进一步对3种钢结构失稳监控部件进行了概念设计,包括钢套管压力监控、节点塌陷监控、坦拱和扁壳跃越失稳监控;总结了各种监测方法的特点和存在的问题。

高频振动贯入过程中灌注桩护壁套管土塞效应机理

为研究灌注桩护壁套管高频振动贯入过程中土塞效应机理,利用ABAQUS有限元软件建立护壁套管高频振动贯入全过程的有限元-无限元耦合模型,对土拱效应、土塞闭塞程度及土塞影响因素等进行分析。结果表明:护壁套管高频振动贯入过程中套管端部土塞形成土拱,导致内侧摩阻力显著增大,此段土塞承担了内侧摩阻力的主要部分;护壁套管高频振动贯入过程中剪切面土体在反复剪切作用下,土体强度和胶结力降低,导致土塞处于不完全闭塞程度,贯入阻力也比其他贯入方式的阻力要小;内侧摩阻力随振动频率增大而减小,当振动频率达到一定值之后,振动频率对内侧摩阻力的影响不明显。内侧摩阻力随套管外径增大而逐渐减小;砂土中内侧摩阻力相较于黏土大,且随密实度增大而减小;同时,对护壁套管高频振动贯入过程中土塞阻力分布规律进行分析,给出了相应的简化计算公式。

高压降套筒式蒸汽疏水阀振动特性研究

针对高压降套筒式蒸汽疏水阀节流内件无法针精确设计和选用,并产生强烈振动的问题,基于直接边界元法对不同降压级数、节流孔径的疏水阀模型进行流激振动数值模拟研究,得到疏水阀不同开度下监测点处的振动频谱曲线及总振级随阀门开度变化规律。分析结果表明:不同开度下蒸汽疏水阀流激振动频谱特性由阀内节流件结构决定,受开度变化影响很小;在额定流量和额定压差不变情况下,总振级随降压级数增加而降低,但振动频谱特性基本不变,随节流孔径减小,总振级显著降低,且振动主要成分向50~500 Hz频率范围集中,为阀内节流件设计时避免流激共振提供参考,考虑节流套筒开孔时加工特点,节流孔径应取4~5 mm;实际使用中,为降低振动应尽量使疏水阀在中间开度下工作。

高压降迷宫套筒组合调节阀涡激振动仿真研究

针对高压降类调节阀涡激振动现象,设计多通道迷宫盘片和多级套筒组合高压降调节阀。基于计算流体动力学(CFD)和流固耦合模态分析法,计算调节阀内部瞬态流场及结构模态,得到其三种典型开度的流体流动情况,升力系数时域和频域特性曲线,以及模态频率和模态振型。分析结果表明:4s时刻,随调节阀开度减小,流体最大流速相应减小,第四级套筒外部流道区域的大涡逐渐形成小涡。调节阀全开时流体升力系数波动比70%和40%开度时更为剧烈,一阶模态频率、二阶模态频率均随开度的增大而增大。调节阀模态频率没有落在漩涡脱落主频率范围内,调节阀不会发生涡激振动锁定现象。

带阻尼套筒的篦齿封严结构振型协调分析

首先采用有限元法对带阻尼套筒的篦齿封严结构进行振动特性的计算分析,通过建立接触面刚度矩阵模拟阻尼套筒对篦齿封严结构固有振动特性的影响,然后采用无量纲化技术对带阻尼套筒的篦齿封严结构进行振型协调分析,并得出相应结论。

旋转冲击破岩实验装置的设计与应用

旋转冲击钻井技术是深井、超深井钻井常用的提速措施之一。实践表明,钻压、钻头转速、冲击力与冲击频率是影响旋冲钻井破岩效率的关键参数,优选旋冲钻井参数有助于提高冲击器的破岩提速效果。设计了一种新型旋转冲击破岩实验装置,利用齿形振套的碰撞产生冲击载荷,用地质钻机带动钻头破岩。测量实验表明该装置冲击载荷受弹簧压缩量影响,冲击频率为冲击振套齿数与钻机转速的乘积,冲击过程稳定高效,冲击参数与现场多种旋冲钻井工况有较好的对应。旋冲破岩实验表明旋冲钻井技术可以显著提高钻头破岩速率;提高冲击载荷幅值,能够提高钻头破岩速率。旋冲钻井技术存在最适宜钻压,使用不同类型冲击器钻进不同地层时需要对钻压进行优选。利用该实验装置研究旋冲钻井参数对破岩速率的影响规律,有助于旋冲工具性能参数的设计和优选。

带阻尼套筒的篦齿封严结构模态计算方法研究

这里采用波传播技术对带阻尼套筒的篦齿封严结构进行了振动特性的计算分析,通过建立接触面刚度矩阵来模拟阻尼套筒对篦齿封严结构固有振动特性的影响,对各参数进行无量纲处理,使所得结论具有通用性效果。

花键套轴向振动冷挤压成形的微观组织预测模型

为改善花键套冷挤压过程中成形力过大等问题,在冷挤压过程中引入辅助振动,通过仿真实验分析了轴向振动冷挤压的成形结果,并对比了有无振动辅助情况下的微观组织。结果表明,辅助振动冷挤压成形可细化晶粒;为揭示花键套性能与工艺参数间的规律,以振动频率、振动速度幅值和挤压速度作为输入,齿根、齿顶和节圆部位平均晶粒尺寸作为输出,以不同取值下的工艺参数得到的仿真实验数据为基础,利用模糊神经网络建立花键套冷挤压过程中微观组织演化的预测模型,从而建立成形工艺参数与花键套微观组织特征的映射关系。测试集验证结果表明:模型可实现一定范围内较高精度的预测,平均相对误差为6.79%,最大相对误差不超过12%。

柔性管自激振动减阻效果的实验研究

在实验确认柔性管紊流减阻效果的基础上,采用双重管结构,对柔性管的自激振动减阻效果进行了实验研究。结果表明:管的壁厚越小自激振动的减阻率越大;在雷诺数约为2.2×104时,壁厚为2 mm,3 mm及4 mm的柔性管自激振动减阻率依次约为13%,10%,8%。

基于Gudehus-Bauer模型的砂土中灌注桩护壁套管高频振动贯入速率

随着全套管护壁振动取土灌注桩施工工艺的发展,灌注桩在工程中的应用越来越广泛,但是关于灌注桩护壁套管高频振动贯入速率的研究较少。通过假定套管为刚体,将套管周围土体划分为同心轴的圆环柱体,利用Gudehus-Bauer亚塑性本构模型计算套管外侧各土体单元接触面间的剪应力和套管端部土体竖向应力,并考虑套管振动贯入过程中土塞效应,建立灌注桩套管高频振动贯入砂土中贯入速率的计算模型。将所提出的贯入速率计算结果和物理模型试验结果与有限元结果进行对比分析,验证了计算模型的合理性。通过参数分析,得到地基土体孔隙比、振动频率和套管直径对贯入速率的影响规律,为实际工程中快速、准确地预测套管振动贯入速率提供了可靠方法。

考虑三维接触的篦齿封严组件模态计算研究

研究了三维接触状态的带阻尼套筒的篦齿封严结构模态的计算方法,通过建立接触面刚度矩阵来模拟阻尼套筒对篦齿封严结构固有振动特性的影响,结果表明该方法对篦齿封严组件模态计算是行之有效的。

采煤机长螺杆断裂故障分析

针对采煤机长螺杆断裂故障,首先从强度校核以及材料成分、硬度和金相组织检测进行分析,然后通过井下调研发现了长螺杆断裂故障原因。通过改善长螺杆热处理工艺、长螺杆组件增加减振橡胶套并加强检修与维护,提高了长螺杆组件的可靠性。