论文摘要
电力是中国经济的命脉，保证电网和电站运行的安全对我国可持续发展是十分必要的。人们常常把汽轮发电机称为火力发电厂的心脏，要保证汽轮发电机长期安全运行，汽轮发电机本身必须具有良好的振动特性。随着电机容量的不断增加，以及核电站的迅速发展，对汽轮发电机基础振动的限制更加严格，汽轮机基础的动力特性优化设计已经成为国际上亟待解决的重要前沿课题。在结构的动力优化过程中，迄今为止绝大多数结构动力优化设计均属于确定性范畴，即建模中将结构的全部参数和作用荷载等均视为确定性量。然而，在实际工程中，随机因素是客观存在的，如荷载以及结构物理参数的随机变异性等。显然，对于具有随机性的结构动力优化设计问题，传统的确定性动力优化模型和方法不能适应工程实际的需要。分级优化技术是一种将复杂的优化问题分解为一系列简单的优化问题，再进行求解的方法。将分级优化技术应用于结构优化设计中，将会减少结构的计算量，提高计算效率。本文在前人的工作基础上，将分级优化方法应用于汽轮机基础的动力优化问题，将原问题分解为两个子问题，两级交替进行不断迭代直至得到最优解。算例的优化结果验证了分级优化方法的有效性、合理性。在考虑荷载变异性的情况下，提出了基于可靠性的汽轮机基础的动力优化模型，通过等价显示化处理，使原可靠性约束从形式上转变为常规约束，应用分级优化方法对模型进行求解，取得了较为满意的结果。通过工程算例的测试，说明分级优化方法在考虑荷载变异性时仍然适用，本文的方法是可行的。