某廠房耦聯(lián)振動(dòng)的實(shí)測(cè)與有限元分析.pdf

1、工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)振動(dòng)是多源的耦合振動(dòng)，它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全，工廠的正常運(yùn)行，產(chǎn)品的質(zhì)量以及設(shè)備的損壞等，人們對(duì)它的研究始終就沒(méi)有停止過(guò)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)水平的提高，研究的內(nèi)容也在不斷的深化。本論文結(jié)合天津水泥設(shè)計(jì)院在工程中所遇到的廠房振動(dòng)問(wèn)題，從以下幾個(gè)方面對(duì)廠房在幾個(gè)振源下的耦合振動(dòng)特性進(jìn)行了研究和分析。 文章首先介紹了廠房的振動(dòng)問(wèn)題和研究現(xiàn)狀，說(shuō)明了本文的研究背景和研究工作。針對(duì)研究項(xiàng)目，其測(cè)試內(nèi)容和分析包括：旋風(fēng)分

2、離器車間的振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和分析；(1)振源設(shè)備處的樓板的振幅、速度、加速度(水平向和豎向)，得到振源設(shè)備下的樓板的水平向位移幅值A(chǔ)max=0.108/18.3=5.9mm;振源設(shè)備下的樓板的豎向位移幅值A(chǔ)max=0.0861/4772=0.018mm；(2)對(duì)樓面各層的特征點(diǎn)進(jìn)行了加速度、速度、位移的實(shí)測(cè)，以了解在耦合振動(dòng)下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)；(3)對(duì)振源測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，得到振源設(shè)備的水平向頻率范圍介于0.6-1.6Hz之間，其中

3、設(shè)備電機(jī)的振動(dòng)水平向頻率0.6Hz，旋風(fēng)筒的水平向振動(dòng)頻率0.65-0.8HZ，螺旋輸送機(jī)的水平向振動(dòng)頻率0.75Hz；得到豎向頻率介于12-25Hz之間，由此得到樓板水平向振動(dòng)位移過(guò)大，需進(jìn)行減振加固處理。 運(yùn)用有限元軟件ANSYS，進(jìn)行動(dòng)力分析，具體做了如下工作：(1)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和模態(tài)分析，確定樓板水平振動(dòng)位移過(guò)大問(wèn)題是由共振響應(yīng)引起的，結(jié)構(gòu)自振頻率與振源設(shè)備水平向頻率的錯(cuò)開(kāi)度小于20％，引發(fā)共振；(2)以實(shí)測(cè)得到的振源

4、數(shù)據(jù)為依據(jù)，將其輸入計(jì)算程序，分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)；計(jì)算得到樓板水平向位移幅值達(dá)5.2mm，與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的水平向位移幅值5.9mm基本吻和。 在分析的基礎(chǔ)上給出減振加固措施：在結(jié)構(gòu)水平向(x向和z向)增加鋼斜撐(等邊單角鋼L200×16)，其加固位置選定在標(biāo)高14.900m和標(biāo)高23.400m之間；由此加大結(jié)構(gòu)水平側(cè)移剛度，提高結(jié)構(gòu)前幾階自振頻率，加大頻率錯(cuò)開(kāi)度，以消除共振，降低水平振動(dòng)位移過(guò)大的現(xiàn)象。同時(shí)對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力分

5、析：加固后結(jié)構(gòu)的自振頻率(一階頻率0.96，二階頻率0.99)與振源強(qiáng)迫振動(dòng)頻率之差和結(jié)構(gòu)自振頻率之比值大于20％-30％，明顯減小振動(dòng)現(xiàn)象；且加固后樓板水平向最大振幅僅為1.1mm，滿足正常工作要求。 就廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性進(jìn)行了以下四方面的分析研究：(1)動(dòng)態(tài)彈性模量對(duì)廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響，從正分析和動(dòng)彈模反演兩方面給予分析；利用動(dòng)彈模反演分析，給出本廠房的彈性模量值3.037E+10(2)阻尼特性對(duì)廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)的影響(3)