高揚(yáng)程泵站壓力管道工作模態(tài)分析與損傷識(shí)別研究.pdf

1、高揚(yáng)程輸水泵站是我國(guó)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(wèn)題中起到了舉足輕重的作用。目前我國(guó)大部分大型高揚(yáng)程提水輸水泵站建于上世紀(jì)七十年代或八十年代，由于部分壓力管道在設(shè)計(jì)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(zhǎng)時(shí)期的非正常運(yùn)作，出現(xiàn)管道振動(dòng)劇烈、甚至損傷的問(wèn)題。但至目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高揚(yáng)程泵站壓力管道的振動(dòng)特性研究的文獻(xiàn)并不多見(jiàn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于這方面的研究也并不成熟。因此，開(kāi)展高揚(yáng)程泵站壓力管道

2、的振動(dòng)特性研究非常必要，研究成果對(duì)今后泵站壓力管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及安全運(yùn)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(hào)壓力管道為研究對(duì)象，采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與試驗(yàn)、理論分析與數(shù)值模擬等相結(jié)合的綜合分析方法，開(kāi)展了對(duì)泵站壓力管道振動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別和安全判別的研究。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)基于DASP軟件，運(yùn)用SSI和ERA兩種時(shí)域模態(tài)分析方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，辨識(shí)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(guò)附加水體質(zhì)量模擬水體對(duì)管壁的振動(dòng)影響;對(duì)不同工況進(jìn)行有限元模擬分析，辨識(shí)出結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù);通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和流固耦合有限元結(jié)果對(duì)比分析壓力管道的工作狀態(tài)和振動(dòng)特性;并對(duì)于不同材質(zhì)的壓力管道振動(dòng)特征進(jìn)行分析。
　　 (3)建立了基于統(tǒng)計(jì)模式的損傷識(shí)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(duì)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