用于楼面油机组隔振的浮筏体系及其动力特性研究

发布时间：2020-09-29 11:01

　　 近年来,随着云计算、大数据、物联网等新兴技术的快速发展,对大型数据中心的需求激增。为了满足数据中心零故障率的要求,油机的需求量大大增加,在寸土寸金的大城市里,为节约土地资源,机房设置必须有更高的灵活性,油机上楼是一种较好选择。油机上楼必然也会对结构设计产生很大影响,首先因油机振动产生动力作用,此时楼板设计必须避开振动频率以避免共振,机组与楼板的相互作用机制是必须解决的问题之一;其次油机组很重,例如P2200E的干重就到达15吨,如何考虑荷载,进行结构设计成为一个不可避免的问题。本文针对油机上楼的问题提出了浮筏隔振措施,建立油机-浮筏-楼板的力学分析模型,根据导纳理论考虑浮筏和楼板的柔性,以功率流作为评价指标分析讨论了体系的隔振效果,并结合楼板设计的规范要求,确定了使用浮筏隔振时楼板荷载的设计值,给出了简化分析模型,该模型能够进行初步设计,使整个油机-浮筏-楼板体系共振波峰避开油机的振动频率。具体讲,本文主要内容如下:第一章给出了本文的研究背景和意义;第二章推导了板的导纳矩阵,为楼板隔振提供理论基础;第三章分析了油机动力荷载的成因,给出其计算方法并进行油机振动实测;第四章基于导纳理论,建立了油机-浮筏-楼板分析模型,推导了耦合系统的动力特性,结果表明浮筏隔振能在所有频率范围内均有良好的隔振效果。在验证理论正确性后,以功率流作为评价指标讨论了浮筏的质量、弹簧隔振器刚度和阻尼、浮筏刚度和楼板刚度对隔振效果的影响。第五章结合楼板设计的规范要求,确定使用浮筏隔振时楼板的设计荷载,提供简化设计模型,让设计人员能够合理并方便的进行初步设计,使整个油机-浮筏-楼板体系共振波峰避开油机的振动频率,满足设计要求,最后通过试验验证了所提浮筏体系具有良好的隔振性能。第六章对全文进行了回顾与总结,并对未来可行的研究进行了展望。通过本文的研究,针对油机上楼问题,为浮筏隔振措施的设计与分析提供了理论支持和参考建议。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP308
【部分图文】：

１引言逡逑１．１课题背景与研究意义逡逑近年来，随着云计算、大数据、物联网等新兴技术的快速发展，如图１－１所示，逡逑大型数据中心（ＩＤＣ）的建设是适应社会信息化与经济全球化的需要。中国数据中逡逑心市场每年增长超过３０％，约占全球数据中心总投资的７％，其中上海、深圳和香逡逑港拥有最多的数据中心和总建筑面积，而北京的数据中心市场的增长率几乎是这逡逑些城市的两倍，同时中国二线和三线城市的数据中心将会迎来又一个发展高峰。各逡逑行各业都趋之若鹜，投身数据中心市场，除了政府、大型企业、互联网、金融等领逡逑域，电信运营商也积极展开行动，大力建设数据中心，例如中国移动已将其作为必逡逑须抓好的一项重点工作，与电信、联通“三分天下有其一＇邋目前中国移动已完成逡逑征地或已建设完成的省级以上数据中心己有５２个，己规划建设的省级数据中心３７逡逑个，其数据中心一期总建筑面积将超过２５０万平米。逡逑

科研人员进行了多方面的分析，其理论己经基本完善［４］。实际的隔振系统中的隔振逡逑器并非理想的纯粘性阻尼器，如图ｌ－３（ｂ）将弹性和材料阻尼组合在了一起，研宄表逡逑明，这种迟滞阻尼可以通过一个变阻尼系数的线性阻尼器来表示［５，６］，这类材料有逡逑橡胶、金属丝等。橡胶隔振器中驻波效应的分析结果表明，高频段中传递率曲线产逡逑生的峰值让隔振效果减弱，这与驻波效应有关。同时分析结果也体现了随着隔振器逡逑阻尼的增加，驻波效应有明显的减弱甚至消除（Ｓｎｏｗｄｏｎ，邋１９７９）邋ｔ７】。图卜３（ｃ）和（ｄ）逡逑是两种松弛型隔振系统［８］。研宄表明当刚度比较小时，虽然共振的放大系数比较大，逡逑但高频范围内的隔振效果非常好。单层隔振措施也存在自身的缺点：逡逑１）在大量的实验研究中发现，对于高频振动，振动的衰减较弱，激励频率越高，逡逑理论与实际的隔振效率差别越大，其主要原因在于未考虑基础的非刚性。逡逑２）当外部激励频率较高时，隔振器内部产生驻波效，不能再简化为一个没有质逡逑量的隔振兀件。逡逑３）当外部激励频率较低时，降低隔振器的刚度来提高隔振效果将影响系统内部逡逑的稳定性。逡逑

远远好于单层隔振系统的１／Ｖ衰减率。研宄表明，稳定性等方面远远优于单层隔振系统。虽然双层隔双层隔振比单层隔振系统多一个共振峰，如果双层响到其隔振效果。从２０世纪６０年代开始，双层隔尝试使用在舰船上了。时至今日，很多学者对双层隔有较好的隔振效率，逐渐引入到各行各业之中。出了双层隔振系统的动力学模型，并对其进行了双层隔振系统做了深入的研宄，建立了双层隔振系析双层隔振系统的隔振效率。Ｕｎｇａｒ［１１】建立了中间质双层隔振模型，他的研宄发现随着中间质量的增加，早期，学者们主要对双层隔振系统进行简单理论研大的差别。时至今日，国内外越来越多的学者在双层的研宄。孙玉华【１２］对内燃动车的双层隔振设计进行结构类型进行了比较及隔振性能进行了分析。严东系统在核爆炸产生的两类冲击震动作用下的隔振性

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本文编号：2829635