大型水電站廠(chǎng)房振動(dòng)傳遞路徑研究.pdf

1、水電站廠(chǎng)房振動(dòng)研究是非常重要的一項(xiàng)研究課題，它涉及到廠(chǎng)房在運(yùn)行過(guò)程中的結(jié)構(gòu)安全、工作人員舒適度、機(jī)組運(yùn)行等多個(gè)重要方面。將廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制在安全范圍內(nèi)是水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目標(biāo)。在水電站廠(chǎng)房設(shè)計(jì)的早期應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)振動(dòng)，研究振動(dòng)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的產(chǎn)生、傳遞及衰減規(guī)律，使得結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足振動(dòng)安全的要求。本課題正是圍繞這一出發(fā)點(diǎn)展開(kāi)的研究，本文的目的是結(jié)合結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)理論和有限元方法找尋廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)的主要傳遞路徑并將其應(yīng)用于廠(chǎng)房振動(dòng)控制與安全監(jiān)測(cè)。主要工作及

2、所取得的主要研究成果歸納如下：
　　(1)結(jié)合彈性力學(xué)方程及有限元理論推導(dǎo)了三維結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)表達(dá)式；使用ANSYS的APDL功能編寫(xiě)了參數(shù)化設(shè)計(jì)程序，實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)聲強(qiáng)的矢量可視化；針對(duì)梁-板結(jié)構(gòu)，分析研究了不同條件下結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳遞特征，為有限元聲強(qiáng)功率流在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)行了先行探索。
　　(2)針對(duì)壩后式廠(chǎng)房，基于有限元聲強(qiáng)功率流方法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞分析，得到了水電站廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主要傳遞路徑：發(fā)電機(jī)層樓板、風(fēng)罩、梁柱的第二

3、象限位置及金屬蝸殼、座環(huán)附近的結(jié)構(gòu)是振動(dòng)的主要傳遞路徑，在主要傳遞路徑上合理布筋、適當(dāng)改變結(jié)構(gòu)形式、使用高阻尼高剛度材料是減振消能的有效措施。
　　(3)結(jié)合結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)理論及有限元方法，以振動(dòng)聲強(qiáng)為參考指標(biāo)對(duì)機(jī)組材料參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并與原材料參數(shù)的聲強(qiáng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明，增加大軸、下機(jī)架、下機(jī)架支臂、頂蓋體系等局部結(jié)構(gòu)剛度阻尼、適當(dāng)減小轉(zhuǎn)子支架至水輪機(jī)的剛度阻尼對(duì)于機(jī)組-機(jī)墩體系具有十分明顯的減振效果。
　　(4)在廠(chǎng)房