海洋平台压缩机组弹簧隔振基础设计与动力分析

发布时间：2019-11-22 22:57

【摘要】：目前海洋平台往复压缩机组普遍采用成撬设计方法,这种方法通过增大结构刚度、提高固有频率实现结构固有频率远离激振力频率,避免共振发生。然而压缩机组与甲板结构存在刚性耦合,造成压缩机组动力分析模型复杂,计算结果不准确。本文提出弹簧隔振方法,即通过弹簧隔振器解除压缩机组与甲板结构刚性耦合,实现结构固有频率远离压缩机激振力频率,避免共振。研究内容如下：1.基于有限元原理建立海洋平台压缩机组的有限元模型。进行了弹簧隔振基础结构的改进设计。在此基础上,根据隔振原理,进行弹簧隔振器设计,包括弹簧隔振器固有频率的确定,弹簧刚度及阻尼的计算。结果表明：当弹簧隔振器的固有频率为3.5Hz时,弹簧隔振器的隔振效率为95.3%,可解除压缩机组与甲板结构的刚性耦合。2.在结构静力分析的基础上,对设计的弹簧隔振系统进行了模态分析,结果表明：压缩机组第1阶固有频率为2.6046Hz,远小于0.8倍压缩机激振频率(16.55Hz)；接近压缩机激振频率的第9阶和第10阶频率避开了激振频率的±10%范围,其中第9阶频率为14.586Hz小于0.9倍压缩机固有频率；第10阶频率为18.233Hz大于1.1倍压缩机固有频率。因此,设计的压缩机弹簧隔振系统具有良好的振动特性,可避免共振发生。3.为了分析在激振力作用下压缩机弹簧隔振系统的振动响应,在模态分析的基础上进行了谐响应分析。计算了压缩机基础上四个关键位置三个方向上的速度响应值,结果表明：在激振力作用下弹性基础主撬的最大响应值为3.0696mmm/s；电机基座的最大响应值分别为1.7843mm/s；压缩机基座的最大响应值分别为1.831 mm/s；二层撬的最大响应值为11.728 mm/s；由此可知,四个关键位置上的响应值远低于DNV振动标准,充分验证了弹簧隔振基础设计的合理性。4.为检验弹簧隔振基础的隔振效果和压缩机组关键位置的振动响应,对试车过程中的压缩机组的振动进行测试,结果表明：弹簧隔振基础的隔振效率可以达到80%左右；关键位置振动速度峰值完全满足DNV标准规定值。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.38

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本文编号：2564684