【摘 要】
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振动问题是管道系统在实际运行当中不可避免会出现的一种现象。管道振动会引发多种问题,严重时会造成管道系统损坏,甚至造成人员伤亡。为保证电厂管道的稳定运行,管道减振已成为亟待解决的重要问题。动力吸振器作为一种有效的减振设备具有广泛的应用。本文主要针对管道振动问题设计了一款薄板弹簧式动力吸振器。又引入非线性理论对动力吸振器进行改进优化,设计了一款具有分段线性刚度的薄板弹簧式非线性吸振器。本文主要以实验管
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振动问题是管道系统在实际运行当中不可避免会出现的一种现象。管道振动会引发多种问题,严重时会造成管道系统损坏,甚至造成人员伤亡。为保证电厂管道的稳定运行,管道减振已成为亟待解决的重要问题。动力吸振器作为一种有效的减振设备具有广泛的应用。本文主要针对管道振动问题设计了一款薄板弹簧式动力吸振器。又引入非线性理论对动力吸振器进行改进优化,设计了一款具有分段线性刚度的薄板弹簧式非线性吸振器。本文主要以实验管道作为减振目标,对管道系统进行建模,并利用有限元模态分析模块确定管道的固有频率和振型。根据其振型预测管道振动时振幅最大处的位置,以此来确定实验测试时的测点位置,最终利用锤击法和激振器法实验验证管道的共振频率和振幅最大位置。根据动力吸振器工作原理和设计准则,针对实验管道设计了一款薄板弹簧式动力吸振器,并分析了薄板弹簧尺寸参数对其刚度的影响。最终确定薄板弹簧尺寸,并利用三维建模和有限元仿真软件对动力吸振器各参数进行验证。本文还介绍了平均法,并用平均法求解弱非线性系统的自由振动和受迫振动动力学模型,并绘制出分段线性系统的幅频响应曲线,分析其非线性特性。最后分析激励幅值、弹簧间隙和第二级薄板弹簧刚度对分段线性系统振动特性的影响。以分段线性振动理论为基础,在薄板弹簧式动力吸振器的基础上设计了具有分段线性刚度的薄板弹簧式非线性吸振器,并利用三维建模软件建模。利用实验比较了分段线性吸振器与动力吸振器的吸振效果。通过实验分析分段线性吸振器的间隙和薄板弹簧厚度对分段线性吸振器的吸振效果的影响。实验结果表明:分段线性吸振器的吸振效果要优于动力吸振器,而且其间隙的减小和刚度的增大都会提升其吸振效果。实验还发现安装动力吸振器之后管道会出现新的共振频率,在此基础上对动力吸振器和分段线性吸振器研究分析得出后者拥有更宽的减振频带和更好的吸振效果。最后对安装吸振器后的管道固有频率进行研究,发现产生新的振动问题的原因,还发现调整分段线性吸振器第二级薄板弹簧厚度能有效地调整其吸振频带,使其覆盖管道的激振频率,极大地提高吸振器的吸振效率。
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