动力机器基础的动刚度研究

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随着工业的飞速发展,大质量、大功率、大转速、高精密的动力机器应用越来越广泛,对振动控制要求也越来越严。动力机器在运行时产生的动荷载(惯性扰力)使机器、基础及地基产生振动,而近年来,由不良振动引发的工程事故频频发生。因而,如何控制动力机器基础的振动问题是一项非常迫切的课题。控制机器-基础-地基体系振动的主要因素有两个:机器的激振力和基础的动刚度。由于机器的运转要求,一般不好调整转子的工作转速。一方面,基础把上部荷载扩散给地基,为整个体系提供可靠的支承;另一方面基础的动刚度又反过来影响整个体系的动力响应,所以本文着重研究影响基础动刚度的因素以此来控制体系的振动。本文探讨了国外动力机器基础设计规范两种不同计算理论模型(质量-弹簧-阻尼模型和弹性半空间模型)的动刚度理论,同时也介绍了桩基的动刚度理论,为工程设计提供了定量的理论计算方法。针对湖南省某石材有限公司切石机基础不良振动的情况,在机器工作状态下就机组体系进行了振动测试,成功诊断了部件连接差这一原因导致基础动刚度不足而引发体系不良振动,为工程加固设计指明了方向。为进一步分析影响基础动刚度的因素,利用ABAQUS有限元软件对结构-基础-桩-地基体系建立有限元模型进行有限元动力仿真分析,研究了不同因素下基础动刚度的变化规律,为动力机器基础设计和工程加固提供了间接的指导作用;其研究成果同样对结构-土动力相互作用问题(如:建筑水利、道路桥梁的抗震减振)具有借鉴性作用。
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