相对于常规的刚性基础,弹簧减振基础具有良好的减振作用,可不停机进行机组对中与调整,并能解决基础不均匀沉降等问题,因此被越来越多的发电站采用,并成为我国汽轮发电机基础未来的发展趋势。作为发电厂重要的组成部分,汽轮发电机基础承载着整个发电厂最核心的设备——汽轮发电机组,其动力特性直接影响整个机组的安全运转。然而弹簧减振基础体积庞大、结构十分复杂,工程造价昂贵,因此,对大型汽轮发电机弹簧减振基础的设计需要同时考虑动力特性和质量的双重指标,达到提高汽轮发电机组运行的安全性和降低基础的建造成本的目的。本硕士论文对汽轮发电机弹簧减振基础进行动力特性分析并对其结构尺寸进行优化设计,实现基础的最大振动线位移、最大静应力和基础总重量的多项性能和质量指标的优化设计,主要完成以下几方面的工作:首先,针对汽轮发电机弹簧减振基础动力特性分析存在的建模困难、计算量大、耗时长等问题,本文分别从结构等效和载荷等效两个方面对汽轮发电机弹簧减振基础动力特性计算进行简化。其中,在结构等效中,将顶台板简化成由横纵梁组成的空间杆系结构,采用集中质量法将机组部分的重量进行简化并加载到基础对应位置,设定基础柱子底端全部约束;在载荷等效方式的改变上,在进行动力特性分析时将原来按照工况每次动力特性计算只施加一个扰力的方式改为所有扰力全部同时施加的方式。最后,为了验证简化方法以及扰力方式改变的可行性,分别对比简化模型在恒力法和变力法作用下、实体模型和简化模型在模态叠加法的分析方法下、简化模型在两种不同力的施加方式下以及简化模型分别在模态叠加法和完全法的两种动力特性分析方法下的基础动力特性计算结果。数值结果表明:施加恒力或者施加变力对基础的动力特性分析结果无影响;在考虑设计结果的安全性和计算效率上,可以适当采用梁单元模型作为汽轮发电机弹簧减振基础动力特性分析模型,同时扰力可以采用全部同时施加的方式;完全法可用于分析计算基础在整个频率范围内的最大振动线位移,模态叠加法则可以分析计算机组在启动过程中基础的最大振动线位移。其次,针对汽轮发电机弹簧减振基础优化设计比较复杂,设计变量和优化目标之间不能显式表达的问题,将Kriging代理模型优化算法引入到汽轮发电机弹簧减振基础的优化设计中,实现对汽轮发电机弹簧减振基础的全局最优设计。在抽取设计样本时,为了避免在小区域内重复抽取样本点,同时使样本点具有代表性,本文采用拉丁超立方抽样方法在设计区间内抽取样本点,使样本点在设计区间内尽量做到均匀分布。最后,为了平衡局部和全局搜索,本文在优化过程中加入了期望提高函数来有利于找到全局最优解,最后实现汽轮发电机弹簧减振基础的优化设计。数据结果表明:基础分别经过以立柱位置和杆件截面尺寸为设计变量,以最大振动线位移为优化目标的优化设计后,最大动位移分别下降了17.16%和35.33%,基础动力性能得到改善;经过以杆件截面尺寸为设计变量,以基础自重为优化目标的优化设计后,基础自重下降了12.8%,基础自重明显降低。最后,针对汽轮发电机弹簧减振基础存在的多目标、多约束和多变量的问题,采用多重Kriging代理模型的黑箱优化算法对汽轮发电机弹簧减振基础进行提高动力性能和减小基础自重的多目标优化设计。优化结果显示,经过优化后基础的最大振动线位移和基础自重分别下降了38.7%和4.8%,优化后基础的动力性能以及经济效的到明显提升。优化结果表明,本文所采用的优化方法能够有效的用于汽轮发电机弹簧减振基础的优化设计,经过优化,基础的动力性能得到明显提高,基础自重也得到明显降低,节省建造成本,为以后的汽轮发电机弹簧减振基础的研究提供借鉴。