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海洋平台压缩机组弹簧隔振基础设计与动力分析
| 论文题名： | 海洋平台压缩机组弹簧隔振基础设计与动力分析 |
| 关键词： | 海洋平台;压缩机组;弹簧隔振器;激振频率;有限元模型 |
| 摘要： | 目前海洋平台往复压缩机组普遍采用成撬设计方法，这种方法通过增大结构刚度、提高固有频率实现结构固有频率远离激振力频率，避免共振发生。然而压缩机组与甲板结构存在刚性耦合，造成压缩机组动力分析模型复杂，计算结果不准确。本文提出弹簧隔振方法，即通过弹簧隔振器解除压缩机组与甲板结构刚性耦合，实现结构固有频率远离压缩机激振力频率，避免共振。研究内容如下: 1.基于有限元原理建立海洋平台压缩机组的有限元模型。进行了弹簧隔振基础结构的改进设计。在此基础上，根据隔振原理，进行弹簧隔振器设计，包括弹簧隔振器固有频率的确定，弹簧刚度及阻尼的计算。结果表明:当弹簧隔振器的固有频率为3.5Hz时，弹簧隔振器的隔振效率为95.3％，可解除压缩机组与甲板结构的刚性耦合。 2.在结构静力分析的基础上，对设计的弹簧隔振系统进行了模态分析，结果表明:压缩机组第1阶固有频率为2.6046Hz，远小于0.8倍压缩机激振频率(16.55Hz);接近压缩机激振频率的第9阶和第10阶频率避开了激振频率的±10％范围，其中第9阶频率为14.586Hz小于0.9倍压缩机固有频率;第10阶频率为18.233Hz大于1.1倍压缩机固有频率。因此，设计的压缩机弹簧隔振系统具有良好的振动特性，可避免共振发生。 3.为了分析在激振力作用下压缩机弹簧隔振系统的振动响应，在模态分析的基础上进行了谐响应分析。计算了压缩机基础上四个关键位置三个方向上的速度响应值，结果表明:在激振力作用下弹性基础主撬的最大响应值为3.0696mm/s;电机基座的最大响应值分别为1.7843mm/s;压缩机基座的最大响应值分别为1.831 mm/s;二层撬的最大响应值为11.728 mm/s;由此可知，四个关键位置上的响应值远低于DNV振动标准，充分验证了弹簧隔振基础设计的合理性。 4.为检验弹簧隔振基础的隔振效果和压缩机组关键位置的振动响应，对试车过程中的压缩机组的振动进行测试，结果表明:弹簧隔振基础的隔振效率可以达到80％左右;关键位置振动速度峰值完全满足DNV标准规定值。 |
| 作者： | 彭宁宁 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 李国宾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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