水轮机压力脉动特性及其诱发的厂房振动分析
发布时间：2021-01-30 04:53
随着我国水电事业的发展,已建、在建和规划了大批高水头、大容量水电站,厂房结构尺寸不断增大,结构刚强度相对较低,振动问题日益突出,特别是随着机组容量和水头的增大,巨型水电站的振动问题尤为突出。机组运行产生的激振力作用于厂房结构,可能会引起厂房结构的整体或局部振动。为适应水电站更高水头与大容量的发展方向,对于水力振动进行深入的研究和探讨是很有价值和必要的。水轮机水力振动是水电站厂房的主要振源之一,不同工况下流道内压力脉动分布的幅值、频率和相位等均不相同,属于不平稳的波动荷载,包括行波和驻波等复杂形式。为研究蜗壳和尾水管内压力脉动分布形式及其施加方式对厂房振动的敏感性,确定最不利作用情况,本文对压力脉动施加方式按行波和驻波作简化描述,研究不同形式水流压力脉动的幅值、相位分布特性,确定荷载的正确施加方式。明确压力脉动激励源的作用机理和振动响应规律,为厂房结构振动预测、评价和控制提供技术支撑。主要研究工作内容和成果结论如下:（1）基于ANSYS软件建立实际水电站厂房机组段模型,按行波形式荷载和驻波形式荷载简化描述蜗壳内压力脉动作用方式,使用surf154单元实现荷载幅值及相位的输入,通过谐响应分...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.3 本文研究内容
2 相关理论和计算模型
2.1 模态分析理论
2.2 谐响应分析理论
2.3 工程实例基本资料
2.3.1 材料参数
2.3.2 数值模型
3 蜗壳压力脉动形式对厂房振动的影响
3.1 试验数据
3.2 计算方案
3.3 不同形式压力脉动施加
3.3.1 试验模型和原型压力脉动幅值转换
3.3.2 均布荷载的施加
3.3.3 行波荷载的施加
3.3.4 驻波荷载的施加
3.4 不同形式低频蜗壳脉动压力对厂房振动影响分析
3.4.1 不同频率对应的位移特征
3.4.2 蜗壳外包混凝土振动位移响应
3.4.3 厂房特征部位的位移、应力响应
3.4.4 厂房特征部位的速度、加速度响应
3.5 不同形式高频蜗壳压力脉动对厂房振动影响分析
3.5.1 厂房特征部位的位移响应
3.5.2 厂房特征部位的应力响应
3.6 本章小结
4 尾水管压力脉动形式对厂房振动的影响
4.1 试验数据
4.2 计算方案
4.3 不同形式压力脉动施加
4.3.1 尾水管试验模型与原型频率幅值的转换
4.3.2 均布荷载的施加
4.3.3 行波荷载的施加
4.4 低频尾水管脉动压力对厂房振动响应分析
f
n频率范围内响应变化"> 4.4.1 厂房在0f
n频率范围内响应变化
4.4.2 厂房位移响应
4.4.3 厂房应力响应
4.5 高频尾水管脉动压力对厂房振动响应分析
4.5.1 厂房位移响应
4.5.2 厂房应力响应
4.6 本章小结
5 压力脉动作用下厂房振动响应
5.1 试验数据
5.2 计算方案
5.3 全流道压力脉动对厂房振动响应分析
5.3.1 厂房特征部位的位移响应
5.3.2 厂房特征部位的应力响应
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]藏木水电站脉动压力下厂房结构动力响应分析[J]. 侯攀,江波. 水电站设计. 2017(01)
[2]水电站地下厂房楼板结构设计对振动特性的影响规律[J]. 吴娴,马震岳. 水利与建筑工程学报. 2016(03)
[3]混流式水轮机尾水管压力脉动换算初探[J]. 徐用良,覃大清,赵越,王洪杰. 水力发电学报. 2016(01)
[4]糯扎渡水电站大型蜗壳结构模型试验[J]. 王溢波,张宏战,马震岳,刘兴宁,洪振伟. 水利与建筑工程学报. 2015(05)
[5]地下厂房机墩振幅计算的数值模型取值范围[J]. 陈鹏,伍鹤皋,袁文娜. 水利水电科技进展. 2014(04)
[6]大型地下厂房结构振动反应分析[J]. 幸享林,陈建康,廖成刚,张宏战. 振动与冲击. 2013(09)
[7]某水电站厂房进水塔静动力安全分析[J]. 唐浩,解凌飞. 红水河. 2013(02)
[8]水电在能源可持续发展战略中的地位及水电战略布局浅析[J]. 董新亮,夏传清,张秋菊,王靖,张敏. 中国三峡. 2013(03)
[9]日本水电发展历程[J]. 吉津洋一,刘文. 水利水电快报. 2013(01)
[10]贯流式机组水力脉动荷载对水电站厂房结构的影响[J]. 孙万泉. 水利水电技术. 2012(06)
博士论文
[1]水电站厂房结构及水力机械动力反分析[D]. 赵凤遥.大连理工大学 2006
[2]三峡电站厂房结构振动研究[D]. 欧阳金惠.中国水利水电科学研究院 2005
硕士论文
[1]底流消能水跃区底板脉动压力及其点面转换研究[D]. 雷春江.天津大学 2007
本文编号：3008275
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.3 本文研究内容
2 相关理论和计算模型
2.1 模态分析理论
2.2 谐响应分析理论
2.3 工程实例基本资料
2.3.1 材料参数
2.3.2 数值模型
3 蜗壳压力脉动形式对厂房振动的影响
3.1 试验数据
3.2 计算方案
3.3 不同形式压力脉动施加
3.3.1 试验模型和原型压力脉动幅值转换
3.3.2 均布荷载的施加
3.3.3 行波荷载的施加
3.3.4 驻波荷载的施加
3.4 不同形式低频蜗壳脉动压力对厂房振动影响分析
3.4.1 不同频率对应的位移特征
3.4.2 蜗壳外包混凝土振动位移响应
3.4.3 厂房特征部位的位移、应力响应
3.4.4 厂房特征部位的速度、加速度响应
3.5 不同形式高频蜗壳压力脉动对厂房振动影响分析
3.5.1 厂房特征部位的位移响应
3.5.2 厂房特征部位的应力响应
3.6 本章小结
4 尾水管压力脉动形式对厂房振动的影响
4.1 试验数据
4.2 计算方案
4.3 不同形式压力脉动施加
4.3.1 尾水管试验模型与原型频率幅值的转换
4.3.2 均布荷载的施加
4.3.3 行波荷载的施加
4.4 低频尾水管脉动压力对厂房振动响应分析
f
n频率范围内响应变化"> 4.4.1 厂房在0f
n频率范围内响应变化
4.4.2 厂房位移响应
4.4.3 厂房应力响应
4.5 高频尾水管脉动压力对厂房振动响应分析
4.5.1 厂房位移响应
4.5.2 厂房应力响应
4.6 本章小结
5 压力脉动作用下厂房振动响应
5.1 试验数据
5.2 计算方案
5.3 全流道压力脉动对厂房振动响应分析
5.3.1 厂房特征部位的位移响应
5.3.2 厂房特征部位的应力响应
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]藏木水电站脉动压力下厂房结构动力响应分析[J]. 侯攀,江波. 水电站设计. 2017(01)
[2]水电站地下厂房楼板结构设计对振动特性的影响规律[J]. 吴娴,马震岳. 水利与建筑工程学报. 2016(03)
[3]混流式水轮机尾水管压力脉动换算初探[J]. 徐用良,覃大清,赵越,王洪杰. 水力发电学报. 2016(01)
[4]糯扎渡水电站大型蜗壳结构模型试验[J]. 王溢波,张宏战,马震岳,刘兴宁,洪振伟. 水利与建筑工程学报. 2015(05)
[5]地下厂房机墩振幅计算的数值模型取值范围[J]. 陈鹏,伍鹤皋,袁文娜. 水利水电科技进展. 2014(04)
[6]大型地下厂房结构振动反应分析[J]. 幸享林,陈建康,廖成刚,张宏战. 振动与冲击. 2013(09)
[7]某水电站厂房进水塔静动力安全分析[J]. 唐浩,解凌飞. 红水河. 2013(02)
[8]水电在能源可持续发展战略中的地位及水电战略布局浅析[J]. 董新亮,夏传清,张秋菊,王靖,张敏. 中国三峡. 2013(03)
[9]日本水电发展历程[J]. 吉津洋一,刘文. 水利水电快报. 2013(01)
[10]贯流式机组水力脉动荷载对水电站厂房结构的影响[J]. 孙万泉. 水利水电技术. 2012(06)
博士论文
[1]水电站厂房结构及水力机械动力反分析[D]. 赵凤遥.大连理工大学 2006
[2]三峡电站厂房结构振动研究[D]. 欧阳金惠.中国水利水电科学研究院 2005
硕士论文
[1]底流消能水跃区底板脉动压力及其点面转换研究[D]. 雷春江.天津大学 2007
本文编号：3008275
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shuiwenshuili/3008275.html
