某动车组主变压器风道的谐响应分析



Similar documents
JOURNAL OF EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION Vol. 31 No. 5 Oct /35 TU3521 P315.

cm /s c d 1 /40 1 /4 1 / / / /m /Hz /kn / kn m ~

关于硕士专业学位授权审核工作的通知

<4D F736F F D20D1EFD6DDB4F3D1A C4EACBB6CABFD1D0BEBFC9FAD5D0C9FAD1A7BFC6A1A2C1ECD3F2D6F7D2AAB2CEBFBCCAE9C4BF2E646F63>

国 际 教 育 学 院 学 生 党 建 工 作 2014 年 总 结 2014 年, 普 通 高 校 党 的 建 设 在 国 家 改 革 开 放 不 断 深 化 的 大 背 景 下 取 得 了 一 系 列 伟 大 成 就 ; 国 际 教 育 学 院 学 生 党 建 工 作 以 邓 小 平 理 论 三


大 綱 最 有 利 標 目 的 及 類 型 最 有 利 標 之 辦 理 方 式 準 用 最 有 利 標 取 最 有 利 標 精 神 最 有 利 標 之 類 型 及 其 相 關 規 定 適 用 最 有 利 標 準 用 最 有 利 標 及 取 最 有 利 標 精 神 作 業 程 序 及 實 務 分 析

附件2

总成绩册公示版.doc

定稿

m K K K K m Fig. 2 The plan layout of K K segment p

由社會發展趨勢探討國人睡眠品質

3

中華民國建築學會第十二屆建築研究成果發表會

LaDefense Arch Petronas Towers 2009 CCTV MOMA Newmark Hahn Liu 8 Heredia - Zavoni Barranco 9 Heredia - Zavoni Leyva

34 22 f t = f 0 w t + f r t f w θ t = F cos p - ω 0 t - φ 1 2 f r θ t = F cos p - ω 0 t - φ 2 3 p ω 0 F F φ 1 φ 2 t A B s Fig. 1

JOURNAL OF EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION Vol. 31 No. 6 Dec

TestNian

Fig. 1 1 The sketch for forced lead shear damper mm 45 mm 4 mm 200 mm 25 mm 2 mm mm Table 2 The energy dissip

3 PC not suitable for this kind of bridge. 3 Considering the shear deformation of the CSWs the correction formulas are obtained for the PC box girder

环境试验常用标准介绍

實驗室規則

HC70044_2008


课题调查对象:

适 用 性 甚 至 安 全 性 造 成 威 胁 [2] 因 振 动 过 度 导 致 的 事 故 时 有 发 生 2000 年, 伦 敦 千 禧 桥 由 于 行 人 行 走 时, 结 构 产 生 了 大 幅 振 动, 在 对 外 开 放 仅 两 天 后 就 被 迫 关 闭 [] ; 2011 年, 韩

Mnq 1 1 m ANSYS BEAM44 E0 E18 E0' Y Z E18' X Y Z ANSYS C64K C70C70H C /t /t /t /mm /mm /mm C64K

629 GB

HC70245_2008

40 强 度 与 环 境 2010 年 强 烈 的 振 动 和 冲 击 载 荷, 这 就 对 阀 门 管 路 等 部 件 连 接 的 静 密 封 结 构 提 出 了 很 高 的 要 求 某 液 体 火 箭 发 动 机 静 密 封 涉 及 高 压 超 低 温 大 尺 寸 三 个 严 酷 条 件, 具

HC50246_2009

HC20131_2010

T 1) 2) ( ) T. T 4 T. R T. T U A doi / THE ANALYSIS ON STATIC CHARACTERISTICS OF CURVED T-BEAMS IN CONS

g 100mv /g 0. 5 ~ 5kHz 1 YSV8116 DASP 1 N 2. 2 [ M] { x } + [ C] { x } + [ K]{ x } = { f t } 1 M C K 3 M C K f t x t 1 [ H( ω )] = - ω 2

<4D F736F F D20AFB4A7C7A555B2D5C2B4A657B3E62E646F63>

YS1.mps

通 过 厂 变 带 电, 这 种 设 计 减 少 了 机 组 自 带 厂 用 电 负 荷 能 力, 降 低 了 锅 炉 满 足 FCB 时 最 低 稳 燃 工 况, 同 时 造 成 燃 烧 调 整 量 加 大 本 电 厂 在 FCB 试 验 时, 电 泵 不 联 启, 始 终 保 持 汽 泵 运 行

南昌大学全日制本科生学分制管理办法(试行)

JSME-JT

<4D F736F F D20BFB9CBA5C0CFCAB3C1C6CAB3C6D72020CFC2>

產 品 名 稱 衛 生 局 回 報 情 形 统 香 豬 油 33 桶 已 退 回 強 冠 公 縣 市 地 址 項 目 38 特 純 肉 鬆 (260g/ ; 散 裝 塑, 並 銷 毀 不 合 格 產 品 共 87.kg 膠 ) 39 海 苔 肉 鬆 (260g/ ; 散 裝 塑 膠 ) 40 蔥 抓

牛顿第一定律 惯性

A. F A A. F A

#4 ~ #5 12 m m m 1. 5 m # m mm m Z4 Z5

一 电 工 安 全 操 作 规 程 1 电 工 上 岗 前 必 须 穿 齐 防 护 用 品, 特 别 是 绝 缘 鞋, 坚 持 穿 不 齐 不 能 上 岗 的 规 定 2 作 业 前 必 须 检 查 工 具, 验 电 器 等 防 护 用 具 是 否 完 好, 绝 缘 性 能 是 否 良 好 3 不

0 1 / m m 2 ~ 3. 9m 3. 2m 1 / m 23. 6m mm 3 300mm 32. 1% 38. 1% 250mm C60 ~ C50 ~ C40 C

m m m ~ mm

江西省普通高等学校高水平运动队建设

<C1D9CAB1C8CFD6A4D3C32E696E6462>

<4D F736F F D CF58E7382CC8AC28BAB A919B89B AE E646F63>

临床路径管理模式下医疗服务流程的关键环节分析

課程講義 禁止轉載

Microsoft Word - AK360 中文說明書 V1.1 _ _ - 送ISO13485用_SGS評鑑後最終版_.doc

SPA Menu-CN

Gerotor Motors Series Dimensions A,B C T L L G1/2 M G1/ A 4 C H4 E

LK110_ck

67 江 苏 省 海 洋 渔 业 指 挥 部 林 春 红 男 6902 河 海 大 学 0107 学 本 年 68 江 苏 省 广 播 电 视 监 测 台 盛 维 媛 女 8310 中 共 中 央 党 校 1407 经 济 学 硕 士 年 副 69 环 境 保 护 部

Gerolor Motors Series Dimensions A,B C T L L G1/2 M8 G1/ A 4 C H4 E

% GIS / / Fig. 1 Characteristics of flood disaster variation in suburbs of Shang

安 全 注 意 事 請 務 必 遵 守 這 裡 所 記 載 的 注 意 事, 是 為 了 避 免 危 害 使 用 者 以 及 對 他 人 造 成 財 產 損 失 之 安 全 相 關 重 要 內 容, 請 務 必 確 實 遵 守 標 誌 及 說 明 內 容 如 下 : 將 因 無 視 下 述 標 誌,

untitled

<4D F736F F F696E74202D DD5EBB6D4BFD5C6F8D6CAC1BFB8C4C9C6B5C4B3C7CAD0BBFAB6AFB3B5B7A2D5B9D5BDC2D4D1D0BEBF2DCEE2ECC7205BBCE6C8DDC4A3CABD5D>

untitled

5-1淡江大學學則950602

Transcription:

主 变 压 器 风 道 的 谐 响 应 分 析 孙 维 光 田 爱 琴 南 车 青 岛 四 方 机 车 车 辆 股 份 有 限 公 司 技 术 中 心 青 岛 266111 摘 要 : 采 用 HyperWorks 对 主 变 压 器 风 道 进 行 模 态 与 谐 响 应 分 析, 得 出 了 主 变 压 器 风 道 的 位 移 与 应 力 - 时 间 响 应 值 ; 发 现 主 变 压 器 风 道 的 一 阶 垂 向 弯 曲 振 型 使 风 道 底 板 产 生 较 大 应 力, 是 导 致 主 变 压 器 风 道 产 生 局 部 裂 纹 的 根 源 ; 根 据 仿 真 结 果, 通 过 改 进 主 变 压 器 风 道 的 刚 度 分 布, 使 主 变 压 器 风 道 的 一 阶 垂 向 弯 曲 固 有 频 率 远 离 车 体 的 垂 向 加 速 度 振 动 频 率, 以 避 免 风 道 产 生 共 振 现 象 关 键 词 : 主 变 压 器 风 道, 模 态 振 型, 谐 响 应 0 引 言 主 变 压 器 风 道 的 振 动 特 性 一 直 是 研 究 人 员 比 较 关 注 的 问 题 轨 道 列 车 在 高 速 运 行 过 程 中, 轨 道 的 不 平 顺 及 列 车 运 行 速 度 的 变 化 引 起 车 体 随 机 的 振 动 [1], 车 体 将 振 动 能 量 传 递 到 主 变 压 器 风 道 后, 其 垂 向 加 速 度 激 励 频 率 的 频 谱 比 较 宽, 主 变 压 器 风 道 在 使 用 过 程 中 承 受 具 有 不 同 激 励 频 率 的 垂 向 加 速 度 载 荷, 对 于 垂 向 加 速 度 激 励 频 率 是 否 与 主 变 压 器 风 道 固 有 频 率 相 近 或 者 相 同, 而 引 起 主 变 压 器 风 道 产 生 共 振, 产 生 过 大 的 应 力, 导 致 风 道 产 生 局 部 裂 纹 并 进 一 步 扩 展 而 导 致 断 裂, 这 方 面 研 究 在 国 内 外 还 是 较 少 的 本 工 作 从 某 轨 道 列 车 主 变 压 器 风 道 的 振 动 加 速 度 频 率 试 验 数 据 并 结 合 仿 真 分 析, 从 理 论 角 度 揭 示 主 变 压 器 风 道 的 振 动 特 性, 并 提 出 风 道 的 改 进 方 案, 为 主 变 压 器 风 道 的 结 构 参 数 优 化 提 供 了 理 论 依 据 谐 响 应 分 析 是 用 于 确 定 线 性 结 构 在 承 受 随 时 间 按 正 弦 规 律 变 化 的 载 荷 时 的 稳 态 响 应 的 一 种 技 术 分 析 的 目 的 是 计 算 出 结 构 在 几 种 频 率 下 的 响 应, 并 得 到 一 些 位 移 ( 应 力 ) 与 频 率 的 关 系 曲 线, 使 设 计 人 员 能 预 测 结 构 的 模 态 参 数 ( 固 有 频 率 和 模 态 振 型 ), 从 而 能 够 验 证 其 设 计 能 否 成 功 地 克 服 共 振 疲 劳 及 其 它 受 迫 振 动 引 起 的 有 害 效 果 通 过 对 主 变 压 器 风 道 进 行 谐 响 应 分 析, 得 出 其 在 多 种 频 率 激 励 下 的 振 动 幅 值 响 应, 对 于 预 测 主 变 压 器 风 道 在 工 作 状 态 下 是 否 发 生 共 振 提 供 了 理 论 依 据, 因 此 具 有 实 际 应 用 价 值 1 主 变 压 器 风 道 的 有 限 元 模 型 通 过 PRO/E 软 件 建 立 主 变 压 器 风 道 的 实 体 模 型, 其 分 布 质 量 与 实 际 一 致 所 建 立 的 模 型 简 化 了 原 有 风 道 模 型 的 某 些 细 节 特 征, 以 提 高 随 后 有 限 元 前 后 处 理 和 求 解 的 效 率 简 化 模

型 的 一 般 原 则 是 在 保 证 原 有 结 构 力 学 性 能 不 发 生 改 变 的 前 提 下, 对 于 非 关 键 区 域 的 特 征 以 及 通 过 试 算 而 获 得 分 析 对 象 的 整 体 应 力 场 分 布 中 应 力 水 平 较 低 的 部 件, 可 以 予 以 忽 略 将 主 变 [2] 压 器 风 道 三 维 模 型 导 入 HyperMesh 划 分 网 格 并 利 用 RADIOSS 求 解 器 进 行 计 算 主 变 压 器 风 道 网 格 模 型 采 用 四 节 点 四 边 形 单 元 划 分 后 的 网 格 单 元 数 是 56466 个, 节 点 数 是 55580 个, 有 限 元 模 型 如 图 1 所 示 主 变 压 器 风 道 有 限 元 模 型 建 立 后, 给 模 型 设 定 材 料 参 数 和 物 理 特 性, 其 材 料 及 力 学 性 能 参 数 如 表 1 所 示 [4] 表 1 材 料 属 性 零 件 名 称 材 料 密 度 弹 性 模 量 泊 松 比 许 用 应 力 抗 拉 强 度 重 量 风 道 A5083P-O 2720kg m -3 69GPa 0.31 125MPa 275MPa 19Kg 2 模 态 分 析 模 态 分 析 是 用 于 确 定 一 个 结 构 的 振 动 特 性 或 机 械 的 振 动 特 性 ( 即 固 有 频 率 和 振 型 ) 模 态 分 析 中 仅 需 考 虑 施 加 0 位 移 的 DOF 约 束, 其 余 边 界 条 件 和 载 荷 均 会 被 忽 略 主 变 压 器 风 道 悬 挂 在 底 架 横 梁 上, 分 别 约 束 风 道 悬 挂 点 的 三 个 平 动 及 转 动 自 由 度, 选 用 分 块 兰 索 斯 法 计 算 并 提 取 风 道 前 6 阶 模 态 完 成 分 析 后, 提 取 的 主 变 压 器 风 道 前 6 阶 模 态 见 表 2, 主 变 压 器 风 道 一 阶 垂 弯 振 型 如 图 2 所 示 图 1 主 变 压 器 风 道 的 有 限 元 模 型 表 2 主 变 压 器 风 道 前 6 阶 模 态 第 一 阶 模 态 第 二 阶 模 态 第 三 阶 模 态 第 四 阶 模 态 第 五 阶 模 态 第 六 阶 模 态 27.2 HZ 36.8 HZ 52.5 HZ 65.4 HZ 76.5 HZ 89.1 HZ

图 2 一 阶 垂 向 弯 曲 振 型 ( 底 板 ) 风 道 第 一 阶 为 纵 向 一 阶 摆 振 振 型, 风 道 第 二 阶 为 一 阶 垂 向 弯 曲 振 动 模 态 ( 底 板 ), 风 道 第 三 阶 为 一 阶 垂 向 弯 曲 振 动 模 态 ( 顶 板 ), 风 道 第 四 阶 为 一 阶 扭 转 振 动 模 态, 风 道 第 五 阶 为 二 阶 横 向 垂 向 弯 曲 振 动 模 态 ( 底 板 ), 风 道 第 六 阶 为 二 阶 纵 向 垂 向 弯 曲 振 动 模 态 ( 底 板 ) 从 风 道 一 阶 垂 弯 振 型 可 以 看 出, 风 道 底 板 是 振 动 敏 感 区 域 依 据 某 轨 道 列 车 模 态 及 振 动 测 试 试 验, 主 变 压 器 风 道 垂 向 加 速 度 激 励 频 率 如 图 3 所 示 图 3 主 变 压 器 风 道 垂 向 加 速 度 激 励 频 率 从 图 3 可 以 看 出, 风 道 的 一 阶 垂 向 弯 曲 固 有 频 率 36.8HZ 与 该 风 道 垂 向 加 速 度 振 动 能 量 的 主 频 37.9 HZ 极 为 接 近 在 轨 道 列 车 在 高 速 运 行 过 程 中, 主 变 压 器 风 道 受 到 车 体 传 递 的 垂 向 加 速 度 振 动 能 量 激 振, 风 道 底 板 产 生 共 振 并 表 现 为 弯 曲 振 型, 共 振 产 生 的 弯 曲 应 力 被 放 大 数 倍, 易 导 致 风 道 底 板 产 生 局 部 裂 纹, 在 长 期 运 用 中 裂 纹 逐 渐 扩 展, 直 到 断 裂

3 主 变 压 器 风 道 的 谐 响 应 分 析 通 过 主 变 压 器 风 道 的 模 态 分 析, 对 其 施 加 垂 向 加 速 度 激 励 载 荷 和 载 荷 步 ( 包 括 谐 响 应 分 析 的 频 率 范 围 载 荷 子 步 数 ) 后 进 行 谐 响 应 分 析 其 中, 参 照 文 献 [3], 吊 挂 设 备 最 大 垂 向 加 速 度 为 0.3g, 则 风 道 自 身 振 动 加 速 度 引 起 的 激 励 载 荷 为 19Kg 1.3g=247N; 谐 响 应 的 频 率 范 围 0~100HZ, 载 荷 子 步 为 100 步 ; 考 虑 到 风 道 自 身 阻 尼 效 应, 根 据 某 轨 道 列 车 模 态 及 振 动 测 试 试 验, 风 道 的 比 例 阻 尼 系 数 为 0.042 当 主 变 压 器 风 道 垂 直 加 速 度 载 荷 频 率 为 36.8HZ 时, 其 激 励 频 率 与 主 变 压 器 风 道 一 阶 垂 向 弯 曲 固 有 频 率 37.9HZ 极 为 接 近, 导 致 风 道 底 板 产 生 共 振, 其 共 振 时 的 应 力 云 图 如 图 4 所 示 从 图 4 可 以 看 出, 风 道 底 板 的 最 大 应 力 为 134MPa, 其 节 点 编 号 为 34833 提 取 节 点 34833 号 的 应 力 - 频 率 的 谐 响 应 曲 线, 如 图 5 所 示 由 节 点 的 谐 响 应 曲 线 知, 此 节 点 分 别 在 频 率 36.8HZ 及 76.5HZ 时 会 发 生 共 振 节 点 的 谐 响 应 曲 线 对 应 了 2 个 峰 值, 其 中 以 第 1 个 动 频 峰 值 对 应 的 峰 值 最 大, 其 应 力 也 最 大 由 于 风 道 的 激 励 载 荷 主 要 是 垂 向 加 速 度 载 荷, 因 此 风 道 共 振 振 型 主 要 表 现 为 垂 向 弯 曲 振 型, 即 共 振 频 率 分 别 在 36.8HZ 与 76.5HZ 附 近 图 4 主 变 压 器 风 道 共 振 时 的 等 效 应 力 分 布 图 (36.8HZ) 图 5 主 变 压 器 风 道 共 振 时 的 应 力 曲 线 (Node:34833)

当 主 变 压 风 道 共 振 时, 风 道 底 板 外 缘 中 部 应 力 较 高, 是 产 生 局 部 裂 纹 的 高 危 区, 其 应 力 为 134Mpa, 超 出 材 料 的 许 用 应 力 125MPa 主 变 压 器 风 道 长 期 在 共 振 频 率 36.8HZ 下 工 作, 易 导 致 风 道 底 板 裂 纹 从 上 述 分 析 可 以 看 出, 主 变 压 器 风 道 的 仿 真 分 析 与 试 验 结 果 是 一 致 的 为 使 主 变 压 器 风 道 一 阶 垂 向 弯 曲 固 有 频 率 避 开 车 体 的 垂 向 加 速 度 振 动 频 率 36.8HZ, 以 改 善 主 变 压 器 风 道 的 刚 度 分 布, 将 主 变 压 器 风 道 出 风 口 处 的 L 型 型 材 改 为 口 字 型 型 材, 并 在 第 一 道 型 材 附 近 再 增 加 一 道 相 同 型 材 利 用 RADIOSS 求 解 新 结 构 风 道 模 态, 计 算 其 固 有 频 率, 将 风 道 原 结 构 与 新 结 构 的 模 态 统 计 如 表 3 所 示 表 3 风 道 模 态 对 比 阶 数 振 型 原 结 构 频 率 阶 数 振 型 新 结 构 频 率 1 纵 向 摆 振 27.2 HZ 1 纵 向 摆 振 30.35 HZ 2 垂 向 弯 曲 36.8 HZ 2 菱 形 56.4 HZ 3 垂 向 弯 曲 52.5 HZ 3 垂 向 弯 曲 74.7 HZ 4 扭 转 65.4 HZ 4 垂 向 弯 曲 87.5 HZ 5 横 向 与 垂 向 弯 曲 76.5 HZ 5 扭 转 与 垂 向 弯 曲 101.85 HZ 6 横 向 与 垂 向 弯 曲 89.1 HZ 6 垂 向 弯 曲 123.53 HZ 从 表 3 可 以 看 出, 风 道 ( 新 结 构 方 案 ) 的 固 有 频 率 有 了 明 显 提 高, 避 开 了 车 体 的 垂 向 加 速 度 振 动 频 率, 且 第 二 阶 振 型 已 经 变 为 菱 形 振 型, 避 免 了 风 道 发 生 共 振 现 象 4 结 论 (1) 主 变 压 器 风 道 的 一 阶 垂 向 弯 曲 固 有 频 率 36.8HZ 与 该 风 道 垂 向 加 速 度 振 动 能 量 的 主 频 37.9 Hz 极 为 接 近, 风 道 底 板 产 生 共 振 并 表 现 为 弯 曲 振 型 (2) 通 过 RADIOSS 对 风 道 进 行 谐 响 应 分 析, 得 到 了 主 变 压 器 风 道 底 板 的 位 移 与 应 力 当 风 道 共 振 时, 风 道 应 力 被 放 大 好 多 倍, 应 力 值 为 134MPa, 超 出 其 材 料 的 许 用 应 力 125MPa, 易 导 致 风 道 底 板 产 生 局 部 裂 纹 (3) 通 过 改 善 主 变 压 器 风 道 的 刚 度 分 布, 使 风 道 的 固 有 频 率 远 离 车 体 振 动 频 率, 避 免 了 风 道 共 振 现 象, 提 高 了 风 道 的 寿 命 5 参 考 文 献 [1] 廖 炳 荣. 基 于 多 体 动 力 学 和 有 限 元 法 的 机 车 车 体 结 构 疲 劳 仿 真 研 究 [D]. 成 都 : 西 南 交 通 大 学,2006:64-65. [2] 李 楚 林, 张 胜 兰 等.HyperWorks 分 析 应 用 实 例 [M]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社,2008:29-57. [3] JIS E7106:2006, 铁 路 机 车 车 辆 客 车 结 构 体 设 计 一 般 要 求 [S].

The Harmonic Response Analysis of Main Transformer Air Duct Sun Weiguang Tian Aiqin Abstract:The mode and harmonic response analysis of main transformer air duct are obtained by using HyperWorks, by which the time response values of displacement and stress of main transformer air duct are obtained, the simulation data are consistent to test basically. The simulation analysis opens out the rootstock of fatigue crack of main transformer air duct owing to the biggish stress by the one step perpendicularity direction bend model of main transformer air duct. The stiffness distributing of main transformer air duct is ameliorated by simulation analysis, by which the one step perpendicularity direction bend model of main transformer air duct be apart from the perpendicularity direction acceleration vibration frequency of bodywork in order to avoid the resonance of air duct. Key words:main transformer air duct;model shape;harmonic response