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《天津大学》 2012年
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灯泡贯流式水电站厂房结构振动特性研究

张婷婷  
【摘要】:我国具有丰富的低水头水力资源,且大多分布在中东部对电能需求高的经济发达地区。随着我国高水头水力资源的大力开发利用,可供开发的高水头水力资源所剩不多,因此低水头水力资源的开发日益受到人们的重视。理论与实践证明,贯流式水轮机组是开发低水头水电站最为适合的机组。贯流式水电站厂房是河床式厂房的一种,本身既是发电建筑物,又是挡水建筑物,因此厂房结构的稳定性十分重要。结构与机组的耦联振动问题也一直是研究的重点,水力因素又是非常重要的振源,因此研究水流与结构的相互作用非常有必要。 本文以某贯流式水电站厂房结构为研究对象,利用三维有限元软件ANSYS建立了厂房结构模型,分析了水体对结构自振特性的影响,对结构在静力荷载和动力荷载作用下的受力情况进行了分析。主要研究内容如下: (1)在水电站厂房结构自振特性的计算中,计算了结构的干模态和湿模态。在湿模态计算中,对流道充水、溢流面充水和两者均过水三种工况分别进行了计算。计算中,首先采用流固耦合的方法,根据流固耦合方法计算的数值和振型图,利用附加质量法不断试算,直到两种方法所得频率值相差不多且振型相同时为止,得到适用于贯流式水电站流道的附加质量公式。 (2)根据计算的厂房结构的自振特性,对引起水电站厂房结构振动的振源进行分析,得到影响厂房结构振动的主要振源。根据规范,对该厂房结构进行共振校核。 (3)对三种工况下的8个剖面进行静力计算,对各个部位的应力情况进行分析。考虑地震对水电站结构的影响,并对这三种工况下8个剖面进行地震响应谱分析,为反映实际情况,将谱分析结果和静力结果进行叠加,分析各个剖面的应力情况。 (4)对贯流式机组支撑结构进行谐响应分析。将基础荷载看作是简谐荷载,计算结构在一定频率范围和额定转频、飞逸转频下的位移响应,得到结构主要受力部位的频率-幅值曲线,并对受力情况做研究分析。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TV731;TV312

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【参考文献】
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