推进器脉动压力对半潜式平台振动的影响

以N503型半潜式支持平台为对象,在循环水槽中开展推进器缩比模型脉动压力试验,利用相似关系换算得到平台推进器作用在船体结构上的脉动压力。采用有限元法建立平台的实尺度模型,计算前5阶推进器脉动压力对上层建筑振动的影响,并与平台中其他主要设备引起的上层建筑振动进行对比。结果表明：航行状态下推进器引起的脉动压力远大于动力定位状态。在动力定位状态下,上层建筑中的振动加速度随着叶频阶数增加而逐渐降低,推进器输出功率与结构振动成正比。推进器脉动压力引起的振动集中在叶频线谱上,引起的上层建筑的振动总级与空调机组相当。在50 Hz以下频段,应首先考虑主机和推进电机的振动控制,当高于该频率时应考虑上层建筑中空调机组的振动控制。     

地震作用下高层结构舒适度控制分析

通过对高层结构振动控制的研究,分析在高层结构中设置减震耗能装置(TMD)对结构楼板加速度的影响。经分析比较证明,在建筑物顶层施加TMD装置可以减小结构地震作用下的加速度响应,能达到一定的减振效果,满足高层结构使用的舒适度要求。     

基于多源数据的海上风机结构响应特征

基于海上风机多源实测数据,包括塔筒及基础结构的动力响应数据、机组运行数据和现场环境数据,分析不同工况下风机结构响应的统计特征,得到环境和工况对结构响应的影响。结果表明：该风机结构的加速度响应以机舱坐标系侧向为主振方向;在风速达到额定风速时,加速度响应强度达到最大,随着风速进一步提高,结构加速度响应强度呈下降趋势;在停机状态、启停机过程和低转速运行工况下,塔筒顶部测点的加速度响应强度大于其他测点,而在变转速运行和额定转速运行工况下,塔筒中部测点的加速度响应强度最大。在进行海上风机结构振动监测时应重点关注风机塔筒顶部和中部的加速度响应特征变化。     

JJ170/41-K型石油钻机井架结构动态响应分析

结合JJ170/41-K型石油钻机井架的工程设计实例,基于ANSYS对JJ170/41-K型井架结构进行模态分析和随机振动分析,得到井架的自振特性(固有频率和振型)和井架结构在地震激励作用下的随机振动响应,从而确定了井架结构的固有振动特性以及井架顶部在地震激励作用下的位移、加速度响应。研究结果表明:JJ170/41-K型井架的刚度满足要求,若井架失稳,主要失稳形式为整体失稳,并且在转盘最高转速下会产生共振,在地震激励作用下,井架在激励方向的振动响应尤为明显。     

炸药震源激发参数与场地质点振动响应关系探讨

地震勘探已深入到乡镇、城市等人口密集的复杂地表区域,炸药震源对房屋建筑安全影响研究直接关系到激发参数的优化。在大量震源激发与场地振动试验数据的基础上,采用统计分析和回归方法,重点分析了不同炸药震源激发参数引起的场地质点振动的位移、速度、加速度振幅,主频,持续时间以及振动方向等特征参数,总结了场地质点的振动响应、衰减关系、房屋建筑振动特性及其抗震性能。结果表明,激发井深的变化对场地质点峰值衰减快慢的影响比药量变化的影响要大;建筑物对振动速度、位移有明显的放大效应,在距离激发点130和230m处的加速度、速度、位移放大效应尤为突出。     

随机荷载组合作用下海上导管架基础结构的动力响应分析

在导管架动力学分析中,开展了不同随机荷载组合作用下的导管架动力响应特性研究。基于AR线性滤波法和随机波浪理论及P-M谱对于风速和水质点速度、加速度进行模拟,从而计算得到塔筒所受风荷载与结构所受波流荷载,基于线性叠加法和Turkstra法对随机荷载进行组合,进行不同组合作用下的导管架基础结构的动力响应分析,对塔筒顶部位移及导管架基础顶部位移、加速度进行对比。研究结果表明,海上导管架基础结构在随机风与最大波流荷载的组合作用下,塔筒顶部和导管架基础顶部的动力响应最大,塔筒所受风荷载取值对于结构的动力响应影响较小,可进行简化处理,波流荷载对于结构的影响很大。     

射孔段管柱瞬态响应及应力强度分析

为了了解射孔爆轰载荷作用下射孔段管柱的动态响应和应力强度安全性,应用ANSYS有限元分析软件建立了射孔段管柱有限元模型,对射孔段管柱进行瞬态响应及应力强度分析,得到了射孔段管柱振动位移、速度、加速度及等效应力等对射孔冲击载荷的响应规律,并考察了射孔段管柱长度和壁厚对管柱应力强度的影响。分析结果表明:在射孔爆轰载荷作用下,射孔段管柱受压缩和拉伸冲击载荷交替作用;管柱各处的振动位移、速度和加速度都随时间做周期性变化,且周期相同;距离封隔器越远(距离射孔爆轰源越近),振动速度和振动加速度幅值越大;射孔冲击引起的管柱振动加速度峰值可以达到重力加速度的数百倍,从而产生剧烈的动载;离封隔器越近,管柱的振动位移越小,但管柱的等效应力越大;射孔段管柱越长,管柱壁厚越厚,最大等效应力越小。所得结论可为射孔段管柱优化配置提供参考。     

HJJ450／45-T型海洋井架动力特性分析

为获得HJJ450／45-T型海洋井架的自振特性（固有频率和振型）和井架结构在地震激励作用下的随机振动响应,应用有限元软件ANSYS对HJJ450／45-T型海洋井架进行模态分析和随机振动分析。确定了井架结构的固有振动特性,分析了井架顶点在地震激励作用下的位移、加速度响应。结果表明,HJJ450／45-T型海洋井架刚度富余,地震激励作用下,井架在激励方向上的随机振动响应最为明显,而且在转盘最高转速下有发生共振的危险。     

深水自升式平台动力响应分析研究

深水自升式平台在波浪和海流等动态环境载荷作用下易发生振动响应。鉴于此,对自升式平台动力响应分析方法进行探讨,得到如下结论:弹性地基刚度系数EFS对平台桩腿动态应力影响不敏感,但对动态位移影响较大;平台桩腿动态应力和位移随波高的增加而增大,随周期增大而减小;节距L_h对平台应力和位移影响较小;弦杆间距L_R的增加可减小结构的动态应力和位移;波浪周期与平台自振周期相差越小,动力放大系数(DAF)计算结果与位移比法和应力比法相比差异越大,计算越保守,而低频波作用下,三者计算结果基本一致;单自由度方法无法反映环境载荷方向的影响,不同环境载荷方向下,由位移比法与应力比法计算得的DAF有一定差异,特别是平台刚度不均衡时,不可忽略环境载荷方向的影响;节距对平台DAF影响相对较小,而弦杆间距对平台DAF影响较大。所得结论可为深水自升式平台的设计与动力响应控制提供指导。     

海洋平台上部组块机械设备动力响应评估

海洋平台上部组块机械设备动力响应评估是保障其结构安全和设备平稳运行的重要手段。针对某海洋平台复产方案中新增空压机和增压机的振动问题,制定了海洋平台上部组块机械设备振动评估技术流程,采用ANSYS软件建立该平台上部组块有限元模型,基于提出的分析流程,计算得到平台结构的自振特性。分析了平台结构的位移响应频谱,在修井和防窜两种作业条件下,分别对平台增压机和空压机不同组合工况下的振动响应进行评估。研究结果表明:增压机和空压机的激振频率均远离平台自振频率,不会引发共振;平台结构在不同工况下的振动速度和振动加速度均满足规范要求,复产设计方案可行;平台最大响应工况为增压机与空压机B组合同时运行,实际工作时,建议以空压机B为备用设备。研究结果可为海洋平台复产计划的顺利实施提供技术保障。     

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针对钻柱纵向振动问题,文章分别建立了激励力法和激励位移法的钻柱纵向振动的数学模型,用分离变量法进行了求解。计算结果表明,激励力法与激励位移法求得的防振转速相反,即激励力法的防振转速恰恰是激励位移法的共振转速,反之亦然;传统多以激励力法为边界条件来研究钻柱的频率响应,并指导现场防振作业,这样给出的最佳防振转速,恰恰可能是共振转速。在钻井作业中,钻头的纵向跳动比纵向受力变化要稳定得多,钻柱的动负荷比动位移重要得多,因此,应该用激励位移法来研究钻柱的纵向振动问题。     

基于ANSYS的火筒式加热炉地震反应分析

为了分析火筒式加热炉在地震作用下的结构反应,采用ANSYS有限元软件建立火筒式加热炉的有限元模型,对火筒式加热炉进行三种地震波激励下的时程反应分析,通过数值计算得到了加热炉炉体与烟囱的加速度、位移、应力反应.经数据分析表明:烟囱相对于炉体是柔性构件,烟囱顶点加速度及位移明显放大,产生了鞭梢效应;烟囱与炉体相交处的应力值最大,这是烟囱与炉体振动特性差异所致.建议抗震设计时加强烟囱与炉体相交处的抗震构造,并考虑防止烟囱倒塌措施.     

斜拉索管桥清管模拟实验数据测试与分析

斜拉索管桥是油气管道主要跨越结构形式 ,由于斜拉索管桥本身具备的超静定和高柔性的结构特点 ,使得清管中的积液柱在补偿器前后端产生复杂的动载荷作用。基于建立的振动相似物理模型 ,利用INV— 30 6智能信号采集处理分析仪测试不同工况下模型的振动加速度、位移和管桥斜拉索张力等相关参数 ,从而确定原型斜拉索管桥的振动位移和斜拉索张力大小。这对于正确认识管桥动力响应特征 ,以尽量避免管桥因动载荷导致的破坏或失效 ,并确保国家生命线工程的安全具有重要的意义。     

辽东湾经济型简易平台冰激振动监测与统计分析

为掌握渤海辽东湾经济型简易平台的动力特性,分析比较其抗冰能力,在JZ20-2NW独腿三桩平台、JZ9-3WHPB独腿吸力锚平台、JZ20-2MSW三腿导管架平台等3种不同结构形式的石油平台上安装了冰激振动监测系统,开展了振动加速度测量。通过时频域分析,结合当地海区的潮流、潮汐数据,对3座简易平台的固有振动频率、海冰冲击中激发出的振型、振动加速度和位移分布特征等进行了计算分析和统计,为该海区简易平台的结构设计优化提供了依据。     

近海风电机组单桩式支撑结构载荷和动力响应的研究

近海风电机组的支撑结构承受风机载荷和风、浪、流等环境载荷的作用。基于动量-叶素理论得出发电机的控制策略,根据随机瞬时风速序列和发电机运行状态计算了近海风电机组单桩式支撑结构所受的风机载荷和风压作用,并通过Morison公式计算了浪流联合作用对支撑结构的载荷。用ABAQUS软件对支撑结构和海底土层建模,通过振型叠加法计算结构的动力响应,求出了结构顶端位移和速度以及结构最大应力的时间历程,并研究各种载荷对结构的影响。结果表明,风机载荷是结构动力响应的关键影响因素。     

五柱塞泵机组振动试验测试与振动特性分析

对五柱塞泵机组的振动激励源进行了分析研究，并对主要激励振动频率进行了分析、计算；对试验泵组机身表面振动信号的全面测试与频谱分析研究，为利用振动信号对柱塞泵机组进行状态监测与故障诊断、实现由定期维修制过渡到预测维修制奠定了实验与理论分析基础。     

能量回收机组异常振动故障的分析诊断

介绍了某石化装置能量回收机组运行过程中烟气轮机(简称烟机)出现的异常振动故障情况。通过在线振动监测,对机组振动信号的特征谱图、历史运行数据及机组结构进行综合分析,找出了引起机组振动故障的主要原因:烟机内部有部件断裂、脱落或有外部异物进入,造成烟机转子发生摩擦碰磨,使得转子对中状况恶化,增大了机组轴向载荷而导致机组轴位移超标至连锁停机。     

对抽油井油管柱振动规律的认识

针对抽油井系统工作状况,以油井生产管柱为研究对象,建立了研究油管柱振动特性的力学模型。推导出了描述油管柱振动规律的波动方程、固有频率方程、油管柱振动位移方程等数学模型。研究了引起油管柱产生共振的激励频率与油管柱固有频率的关系等。对抽油井生产过程中油管柱的振动有了新的较全面的认识。     

海洋平台分布式动力吸振

针对螺旋桨激励引起的海洋平台上层建筑低频线谱振动问题,基于动力吸振理论,开展海洋平台分布式动力吸振研究。建立四自由度主从耦合动力吸振模型,分析动力吸振器吸振性能随布放位置的变化规律;研究分布式动力吸振器数量和布放方案对板架结构减振效果的影响;以某海洋平台为例,开展分布式动力吸振的应用研究,降低海洋平台上层建筑区域的振动响应。研究表明：当动力吸振器总质量不变时,吸振器布放位置对减振效果影响较大;当分布式动力吸振器质量分配合理时,其减振效果优于单点动力吸振器。     

钻铤扭转振动状态的动态仿真模拟

为了解钻铤在井下工作时的扭转振动机理,对其扭转振动状态进行了动态仿真。在分析钻铤的工作情况及主要的失效方式后,建立了钻铤扭转振动的数值模型,模拟其与井壁之间的碰撞,对其工作时的扭转振动进行动态模拟和有限元分析,明确其振动、碰撞机理,寻求钻铤转速、井壁与钻铤之间的间隙和钻铤扭转振动之间的关系。分析结果表明,钻铤转速一定时,井壁间隙越大,其位移、速度和加速度的变化范围越大;井壁与钻铤间隙一定时,转速越小,其位移、速度和加速度变化范围越大。