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大型塔类设备受到风诱发的振动或地震时将不能正常工作,甚至会导致灾难性事故,因此在设计阶段就应准确地预测塔设备的振动特性。阻尼比是设备重要的特性参数,它的准确性直接影响塔设备是否产生振动及振动危害性的准确程度,然而迄今为止尚无可靠的塔设备阻尼比的计算公式。 本文首先对对国内外塔设备阻尼比的研究成果进行分析总结,分析不同参数对阻尼比的影响。 其次,掌握阻尼比的实验测试方法,建立阻尼比测试平台。选用高度为500、650、700、800、900mm,外径为22、25、28、30mm,壁厚为2、3、3.5的20钢无缝钢管43根,高度为500、650、700、800、900mm,外径为19、25mm,壁厚为2mm的不锈钢管10根作为实验模型。采用时域衰减法、半功率带宽法和INV阻尼计法三种不同的阻尼测试方法,进行阻尼比测试、对比和分析,拟将采用INV阻尼计法对所有的单塔模型进行塔设备阻尼特性的实验研究。分析不同因素对阻尼比的影响并获取一到三阶振型的阻尼比数据,分析各阶阻尼比之间的关系,具体结论如下: (1)阻尼比随高度增大,最终成下降趋势,但有一个先升后降的过程。 (2)阻尼比随外径的增大而逐渐增大。 (3)阻尼比随壁厚的增大而逐渐减小。 (4)阻尼比随结构材料的密度的增大而增大。 (5)由于几何因素的影响,一阶阻尼比和高阶阻尼比间没有直接的增减关系。 最后利用量纲分析方法对塔设备的阻尼比进行分析,以获得计算塔设备阻尼比的理论公式,为大型塔类设备的工程设计提供较为准确的数据,并用该公式对天津乙烯精馏塔的阻尼比进行验证,证明公式有一定的实用价值。