水電站廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)識(shí)別.pdf

1、隨著水電建設(shè)的快速發(fā)展,機(jī)組容量和尺寸急劇增大,轉(zhuǎn)速相應(yīng)提高,機(jī)組振動(dòng)和其誘發(fā)的水電站廠房的結(jié)構(gòu)振動(dòng)已成為其運(yùn)行和設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題.特別是我國(guó)已建、在建和將建一批高水頭、大容量的抽水蓄能電站,由于其具有高水頭、高轉(zhuǎn)速和雙向運(yùn)行的特點(diǎn),其振動(dòng)頻率大大高于常規(guī)水電機(jī)組,振動(dòng)現(xiàn)象更加突出,因此,對(duì)支承結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題不容忽視.文中結(jié)合十三陵地下抽水蓄能電站廠房振動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究和有限元數(shù)值計(jì)算分析,利用系統(tǒng)動(dòng)態(tài)識(shí)別方法對(duì)水電站廠房結(jié)構(gòu)的合理邊界條

2、件、動(dòng)態(tài)特性參數(shù)和振動(dòng)荷載進(jìn)行了識(shí)別反分析.本文研究成果對(duì)提高抽水蓄能電站和大型常規(guī)電站廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的認(rèn)識(shí)和預(yù)測(cè)水平,以及現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范修訂具有積極意義;所建立的分析方法和計(jì)算程序也為今后類似的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算、識(shí)別分析和廠房合理的數(shù)值模型建立提供了技術(shù)支持和參考.第一章緒論部分介紹了水電站廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題和研究現(xiàn)狀,并對(duì)有關(guān)系統(tǒng)識(shí)別的方法及其應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的歸納和總結(jié).第二章在水電站廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)的已有研究成果基礎(chǔ)上,以十三陵地下抽水蓄

3、能電站為研究實(shí)例,利用ANSYS程序?qū)S房結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元數(shù)值計(jì)算,通過(guò)正分析研究了廠房結(jié)構(gòu)機(jī)械動(dòng)不平衡力和水力脈動(dòng)振源的合理作用方式及特性,并對(duì)影響廠房數(shù)值模型的邊界條件、材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)附加質(zhì)量等進(jìn)行了計(jì)算分析,為今后廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和后續(xù)的識(shí)別反分析提供了參考和依據(jù).第三章通過(guò)建立十三陵地下抽水蓄能電站主廠房與副廠房的耦聯(lián)有限元模型,研究了主副廠房結(jié)構(gòu)之間的振動(dòng)傳遞途徑和規(guī)律,為水電站副廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和隔振研究提供了參考.第四章系統(tǒng)研

4、究了一種基于免疫思想的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)識(shí)別方法,并且將免疫算子與ANSYS中的APDL語(yǔ)言接口,建立起適合于各種大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的通用免疫識(shí)別模型.第五章利用以上所建立的免疫識(shí)別模型,并結(jié)合正分析的研究成果,從廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)強(qiáng)度控制出發(fā),逐次對(duì)水電站廠房結(jié)構(gòu)的高頻水力脈動(dòng)荷載、阻尼比系數(shù),以及機(jī)械動(dòng)不平衡力進(jìn)行了識(shí)別分析,識(shí)別成果為今后水電站廠房的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供了參考.第六章從水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的角度出發(fā),應(yīng)用有限元方法建立了轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,