大型煤气柜抗风减振的TMD方法研究

发布时间：2023-03-25 03:10

　　大型煤气柜为圆柱体储气结构,煤气柜的风致振动不仅损坏柜体,如发生煤气泄漏,后果将不堪设想。目前调谐质量阻尼器(TMD)的研究已经比较成熟,在建筑结构领域的应用也较为广泛。本文在充分了解TMD减振原理的基础上,对TMD应用于大型煤气柜的抗风减振进行了研究,为煤气柜的工业减振设计做出一定的理论参考。根据单自由度TMD的减振原理及现有TMD的应用情况,确定TMD在煤气柜上的环形安装形式和相应参数,并对其参数进行优化;阐述了平均风和脉动风的计算公式,利用MATLAB编程模拟了脉动风压时程曲线,确定了风载在煤气柜上的加载形式;根据新型煤气柜实体结构图,利用ABAQUS建立煤气柜的几何模型和有限元模型,利用力学理论对模型的力学环境进行了简化;对煤气柜进行模态分析,计算了煤气柜在活塞不同高度时的频率和模态;计算煤气柜在风载作用下的动力响应,并对施加TMD减振前后,活塞在不同高度时,煤气柜的位移及加速度进行了分析,通过定义减振系数来度量TMD的减振效果。计算结果验证了TMD的安装形式和相应参数选择的合理性,表明了使用TMD对煤气柜具有较好的减振作用。

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 煤气柜简介
        1.1.1 煤气柜类型
        1.1.2 煤气柜研究现状
    1.2 TMD研究现状
        1.2.1 TMD的介绍
        1.2.2 TMD参数选择研究现状
        1.2.3 TMD的应用现状
    1.3 本文研究目的和内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
2 TMD在煤气柜的应用
    2.1 结构的TMD减振原理
    2.2 TMD参数的选择
        2.2.1 TMD最优参数推导
        2.2.2 TMD在煤气柜上的安装方式
        2.2.3 TMD等效刚度和等效阻尼的计算
        2.2.4 TMD参数选取步骤
    2.3 本章小结
3 风载模拟
    3.1 平均风
    3.2 脉动风
        3.2.1 脉动风速功率谱
        3.2.2 脉动风压规格化功率谱
        3.2.3 脉动风荷载
    3.3 脉动风压时程曲线模拟
    3.4 风载的加载形式
    3.5 本章小结
4 新型煤气柜的有限元模型
    4.1 新型煤气柜的整体结构
    4.2 新型煤气柜各组件部分介绍
        4.2.1 外筒的结构介绍
        4.2.2 活塞的结构介绍
        4.2.3 柜顶结构介绍
    4.3 煤气柜的工作原理
    4.4 煤气柜力学模型简化
    4.5 本章小结
5 TMD减振效果的动力学分析
    5.1 新型煤气柜的模态分析
        5.1.1 模态分析理论
        5.1.2 未加TMD时煤气柜的频率及模态
        5.1.3 安装TMD后煤气柜的模态分析
    5.2 新型煤气柜的位移分析
        5.2.1 空柜时
        5.2.2 活塞在中间时
        5.2.3 活塞在最高处时
    5.3 新型煤气柜的加速度分析
        5.3.1 空柜时
        5.3.2 活塞在中间时
        5.3.3 活塞在最高处时
    5.4 本章小结
6 总结和展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读硕士学位期间发表论文的目录
    B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3770414