弹簧隔振汽机基础的动力学分析与应用

论文摘要

本文采用不同方法系统研究了采用钢弹簧隔振的汽机基础的动力学特征及其工程应用。理论计算通过建立单刚体理论计算模型,利用拉格朗日方程来建立运动微分方程并进行理论解推导。针对对称系统进行简化,计算小汽机的前6阶系统频率,对比发现与有限元分析结果非常接近。有限元分析采用大型通用有限元软件STARDYNE,建立整个隔振系统的有限元模型,分析基础台板的动态特征,对系统在机器运转不平衡力激励下的强迫振动做动力学仿真分析,探询隔振器、台板和设备在整个系统中的相互关联关系及对系统振动控制的影响。通过分析可以看出钢弹簧隔振汽机基础的动力特征与基础台板厚度的关系:在隔振器总刚度一定的前提下,基础台板的动力响应并非一定与台板厚度成正比,主要取决于设备工作频率与基础台板各阶固有频率避开的程度,因此只有在某一特定板厚时才可获得对动力响应控制的最佳效果。针对具体工程就需要通过计算分析对比方可确定最优台板厚度。对于台板的平面尺寸的影响也是如此。这样,对工程设计就需要综合考虑隔振效率和动力响应这两方面的因素及实际情况来确定台板厚度以满足工程需求。对于小汽机弹簧隔振基础,一般情况隔振效率较易满足,因此主要控制因素往往在动力响应是否满足要求。通过一工程实例的实测数据进一步验证理论分析和有限元分析结果的可靠性。在弹簧隔振汽机基础的应用中,研究了隔振器布置对系统的影响以及在设计基础台板和下部结构时的一些注意事项。通过分析,进一步揭示弹簧隔振汽机基础的动力学特性,为工程设计提供一定的参考,避免设计中主观臆断带来的危害。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的工程背景及现状
• 1.2 汽机基础的传统设计方法
• 1.3 汽机基础的隔振设计
• 1.4 课题目的及现实意义
• 1.5 主要研究内容
• 第二章 对振动评判标准的研究
• 2.1 动平衡等级和扰力
• 2.1.1 离心力和扰力的计算
• 2.1.2 刚性转子与挠性转子
• 2.1.3 振动判据与动平衡等级
• 2.2 线位移与均方根振动速度
• 2.2.1 工程实测的研究
• 2.2.2 低频振动问题
• 第三章 弹簧隔振汽机基础的理论分析
• 3.1 弹簧隔振汽机基础的隔振原理
• 3.2 弹簧隔振汽机基础的刚体模型
• 3.2.1 刚体模型的基本假定
• 3.2.2 建立系统的运动微分方程
• 3.3 计算模型的简化
• 3.4 利用简化模型计算弹簧隔振汽机基础的动态特性
• 第四章 弹簧隔振汽机基础的有限元分析
• 4.1 有限元模型的建立
• 4.2 动态特性的计算
• 第五章 弹簧隔振汽机基础的实测研究
• 5.1 概况
• 5.2 振动测试
• 5.3 结果分析
• 5.4 如何理解使用振动标准
• 第六章 弹簧隔振汽机基础的应用
• 6.1 隔振器的选型和布置
• 6.2 基础台板设计
• 6.3 下部结构设计
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表