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海洋平台压缩机组甲板结构振动特性分析及改进
| 论文题名： | 海洋平台压缩机组甲板结构振动特性分析及改进 |
| 关键词： | 海洋平台;压缩机组;甲板结构;模态分析;振动特性 |
| 摘要： | 往复压缩机在动力机械中属于振动问题比较特殊的一类，其振动状态比较复杂。在往复压缩机运行时，如果其产生的激振力频率与系统固有频率接近将出现共振状态。处于共振状态下运行的往复压缩机，其振动幅度会不断加强。当激振力的频率、大小及作用点与系统的模态和固有频率以最坏的方式组合在一起，就会发生剧烈的振动。往复压缩机的剧烈振动将引起连接螺栓断裂、管道开裂、主轴承破坏，甚至压缩机基础振裂。因此，进行压缩机组的振动特性研究，并采取各种有效的措施来消除有害振动，使往复压缩机组的振动控制在允许范围内，对保证压缩机组的安全运行具有重要意义。 海洋平台往复天然气压缩机通常采用撬装方式，即压缩机及相关设备安装在撬块基础（简称压缩机撬）上，压缩机撬固定在平台的甲板上。因此，压缩机组的振动主要包括压缩机、驱动电机、撬及安装甲板等。本文以某海洋平台往复天然气压缩机组为例，对其振动特性进行分析，主要研究内容如下: (1)应用有限元分析ANSYS WorkBench软件建立了目标平台压缩机组的有限元模型，对压缩机组进行了模态分析，得到压缩机组前24阶模态的固有频率、位移值和振型图。结果表明:压缩机组的固有频率低，远低于压缩机的工作频率，压缩机被安装在柔性梁结构上，安装甲板刚度低，在外界载荷的作用下容易产生变形和振动。 (2)通过谐响应分析，得到压缩机组在激振力作用下的响应值和变形云图。结果表明:压缩机安装甲板纵向刚度不足是引起压缩机组振动过大的原因，通过增加甲板纵梁数量，提高纵梁刚度的方法来减小振动。对结构改造后的压缩机组的谐响应分析表明，结构改造后压缩机组的振动响应值明显降低。 (3)为了验证有限元计算结果，分别对改造前和改造后压缩机组的振动进行现场测试，并对获取的振动信号进行对比分析，结果表明:结构改造后压缩机组的振动强度减小，验证了有限元分析的正确性 本文针对海洋平台压缩机组的振动特性进行了数值模拟及测试分析，为海洋平台压缩机组的结构设计和改进提供了一定的理论依据。 |
| 作者： | 邢鹏飞 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 李国宾;王申明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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