高揚程泵站壓力管道工作模態(tài)分析與損傷識別研究.pdf

1、高揚程輸水泵站是我國現(xiàn)代化建設(shè)的基礎(chǔ)性設(shè)施，在緩解、解決干旱地區(qū)水資源匱乏問題中起到了舉足輕重的作用。目前我國大部分大型高揚程提水輸水泵站建于上世紀七十年代或八十年代，由于部分壓力管道在設(shè)計中存在管材選用的隨意性、管道支墩間距不合理等缺陷，造成了泵站壓力管道長時期的非正常運作，出現(xiàn)管道振動劇烈、甚至損傷的問題。但至目前，國內(nèi)外對高揚程泵站壓力管道的振動特性研究的文獻并不多見，國內(nèi)外對于這方面的研究也并不成熟。因此，開展高揚程泵站壓力管道

2、的振動特性研究非常必要，研究成果對今后泵站壓力管道的優(yōu)化設(shè)計以及安全運行管理都具重要意義。
　　 本文以景泰川電力提灌工程一期二泵站具有代表性的一號壓力管道為研究對象，采用現(xiàn)場調(diào)查與試驗、理論分析與數(shù)值模擬等相結(jié)合的綜合分析方法，開展了對泵站壓力管道振動特性、結(jié)構(gòu)損傷識別和安全判別的研究。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)基于DASP軟件，運用SSI和ERA兩種時域模態(tài)分析方法，對現(xiàn)場試驗采集的數(shù)據(jù)信號進行處理，辨識泵站壓力管

3、道的模態(tài)參數(shù)。
　　 (2)建立了流固耦合有限元仿真模型，通過附加水體質(zhì)量模擬水體對管壁的振動影響;對不同工況進行有限元模擬分析，辨識出結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù);通過現(xiàn)場試驗和流固耦合有限元結(jié)果對比分析壓力管道的工作狀態(tài)和振動特性;并對于不同材質(zhì)的壓力管道振動特征進行分析。
　　 (3)建立了基于統(tǒng)計模式的損傷識別模型，采用均值控制圖的分析方法，診斷結(jié)構(gòu)損傷異常，對管道結(jié)構(gòu)的安全性做出判定。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于建立了附