畢業(yè)論文壓縮機(jī)工藝管線結(jié)構(gòu)固有特性分析計(jì)算

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目壓縮機(jī)工藝管線結(jié)構(gòu)固有特性分析計(jì)算系別機(jī)械工程系專業(yè)熱能與動(dòng)力工程班級(jí)熱動(dòng)101學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)老師2014年6月壓縮機(jī)工藝管線結(jié)構(gòu)固有特性分析計(jì)算摘要管道設(shè)計(jì)一般都要考慮振動(dòng)對(duì)管道的影響，而振動(dòng)的產(chǎn)生一般是由于設(shè)備自身振動(dòng)的傳遞以及由流體脈動(dòng)、流體瞬間沖擊作用而引起的。管道承受變形的能力具有一定的范圍，若振幅在許用范圍之內(nèi)，一般沒有大的影響，但過度的幅振動(dòng)就會(huì)造成很大危害，輸送介質(zhì)的管道有自己的固有頻率，當(dāng)壓縮機(jī)氣流脈動(dòng)頻率與管道固有頻率一致時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振，引起一系列問題。例如:設(shè)備發(fā)生有害變形而不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，過大的噪音嚴(yán)重影響人身健康，管道的使用壽命降低，管道與管道之

2、間或管道和附件之間的連接發(fā)生松動(dòng)和破裂主體泄漏甚至造成爆炸。因此對(duì)管道進(jìn)行振動(dòng)分析是十分必要的。利用SAPP軟件對(duì)管道的固有頻率進(jìn)行計(jì)算測(cè)量，算出管道固有頻率，檢測(cè)管道固有頻率是否接近壓縮機(jī)的振動(dòng)頻率，以防發(fā)生機(jī)械共振，超出機(jī)械安全運(yùn)行振動(dòng)范圍，發(fā)生破壞或事故。根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)，檢索出不安全的管道段，通過改變支撐剛度，來改變管道系統(tǒng)危險(xiǎn)部分的固有頻率。關(guān)鍵字：管道振動(dòng); 固有頻率; 控制振動(dòng)ABSTRACTPipeline design must take into account the effect of vibration on the vibrati

3、on ofpipeline, and is usually due to transfer the equipment itself by fluidpulsation,vibration and shock caused by the fluid. The ability to withstand deformation of the pipeline has a certain range, if the amplitud

4、e in the allowable range, generally do not have a big impact, but the amplitude vibration will be excessive cause great harm, pipeline transportation medium has its own inherent frequency, when the compressor airflow pul

5、sation frequency and pipeline natural frequencyconsistent, resonance occurs, caused a series of the problem. For example:equipment harmful deformation and cannot operate normally, excessive noiseseriously affected the health of human body,&

6、#160;reduce the service life of the pipeline, between the pipe and the pipe or pipe and accessory connectionlooseness and rupture body leakage and even cause an explosion. So thepipeline vibration analysis is very necessaryUsing S

7、APP software to calculate the natural frequency of pipeline measurement, calculates the natural frequency of pipeline, vibration frequency detection pipeline natural frequency is close to the compressor, to prevent the occurrence of mechanical resonance, beyond the range of the safe operation of mac

8、hinery vibration, failure or accident. According to the measured data, retrieve the pipeline segment not safe, by changing the supporting stiffness, to change the natural frequency of the pipe system for dangerous section.Keywords: pipe vibration; natural frequency; vibration control目錄第一章緒論11.1研究背景1

9、1.2研究意義21.3理論研究現(xiàn)狀21.4.工程應(yīng)用現(xiàn)狀21.5本文的主要工作3第二章管道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析42.1管道振動(dòng)的原因42.2調(diào)整管系結(jié)構(gòu)的固有頻率以避免發(fā)生機(jī)械共振4第三章復(fù)雜管系結(jié)構(gòu)固有頻率計(jì)算SAPP63.1 概述62.1 主控?cái)?shù)據(jù)73.3 結(jié)點(diǎn)和單元數(shù)據(jù)83.2結(jié)點(diǎn)約束狀況輸入93.3兩結(jié)點(diǎn)聯(lián)接(用于閉環(huán)系統(tǒng))93.4結(jié)點(diǎn)附加質(zhì)量輸入103.5結(jié)點(diǎn)附加剛度輸入103.6給出當(dāng)前點(diǎn)以后的管徑和壁厚103.7彎管單元的半徑輸人10第四章閃蒸汽壓縮機(jī)管系固有頻率計(jì)算124.1閃蒸汽壓縮機(jī)一級(jí)進(jìn)氣管線振幅計(jì)算134.2閃蒸汽壓縮機(jī)一級(jí)排氣管線振幅計(jì)算204.3閃蒸汽壓縮機(jī)二級(jí)進(jìn)汽管

10、線振幅計(jì)算234.4閃蒸汽壓縮機(jī)二級(jí)排氣管線分布30第五章結(jié)論335.1一級(jí)進(jìn)氣管道系統(tǒng)振動(dòng)共振分析處理335.2一級(jí)排氣管道系統(tǒng)振動(dòng)分析與共振處理335.3閃蒸汽二級(jí)進(jìn)氣管道振動(dòng)分析與共振處理345.4閃蒸汽二級(jí)排氣管道振動(dòng)分析與共振處理34致謝35參考文獻(xiàn)36第一章緒論1.1研究背景壓縮機(jī)是用以提高各種氣體壓力的一種通用機(jī)械，是機(jī)械工業(yè)中量大面廣的產(chǎn)品之一。在國民經(jīng)濟(jì)許多部門中得到十分廣泛的應(yīng)用，幾乎遍及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、醫(yī)生、國防、科研乃至全入民生活的許多領(lǐng)域，尤其在化工、合成、煤炭、石油、建筑施工、海洋工程等方面，更是必不可少的動(dòng)力設(shè)備。壓縮機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)等四類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造

11、水平，以及它們的遠(yuǎn)行經(jīng)濟(jì)性和可靠性，己被認(rèn)為是衡量一個(gè)國家機(jī)械工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和水平的標(biāo)志之一。容積式壓縮機(jī)的種類很多，適用的范圍各不相同。據(jù)我國機(jī)械工業(yè)部的統(tǒng)計(jì)，社會(huì)對(duì)各類容積式壓縮機(jī)的需求最(按噸位均為:活塞式壓縮機(jī)86%，螺桿式7.5%,滑片式3.5%,隔膜式及其它型式為3%。由此可以看出，活塞式壓縮機(jī)的需求量最多，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要性不言而喻。活塞式壓縮機(jī)是通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)，把驅(qū)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而對(duì)氣體做功，提高氣體的壓力，屬于往復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)械。這類機(jī)械帶來兩個(gè)特點(diǎn):一是運(yùn)行過程將產(chǎn)生往復(fù)慣性力，通過機(jī)構(gòu)傳給基礎(chǔ);二是具有明顯脈動(dòng)性質(zhì)的氣體壓力，產(chǎn)生交變的活塞力作用在壓縮機(jī)

12、機(jī)構(gòu)上，從而引起壓縮機(jī)機(jī)組和管道振動(dòng)。雙作用壓縮機(jī)每個(gè)汽缸在曲柄一轉(zhuǎn)中有兩個(gè)壓縮行程的壓縮機(jī)，即活塞兩面都是工作面的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)氣缸兩端都有吸排、閥，運(yùn)行到一側(cè)止點(diǎn)的活塞往回運(yùn)行時(shí)，在對(duì)一側(cè)氣體進(jìn)行壓縮排氣的同時(shí)，另一側(cè)的余隙壓縮氣體則膨脹，在氣體膨脹到壓力低于進(jìn)氣壓力時(shí)，又進(jìn)行吸氣，活塞在氣缸內(nèi)循環(huán)運(yùn)行一次，能完成兩次膨脹、吸氣、壓縮和排氣過程。這樣的壓縮機(jī)叫雙作用壓縮機(jī)。壓縮機(jī)氣流脈動(dòng)的振動(dòng)會(huì)引起管道的振動(dòng)，強(qiáng)烈的管道振動(dòng)給生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的危害:使得管道結(jié)構(gòu)、管路附件產(chǎn)生疲勞破壞，特別是管道的連接部位和管道與附件的連接部位等處發(fā)生松動(dòng)和破裂:使得壓縮機(jī)的工況變壞，閥片過早損壞:使得管道上

13、的或附近的計(jì)測(cè)儀表失真或者毀壞;使得噪聲增大，影響了工作人員的身心健康等等。所造成的損失輕則引起泄漏，重則由破裂而引起爆炸、燃燒，造成嚴(yán)重事故。在美國，因管道的振動(dòng)而造成的損失，每年就達(dá)到1個(gè)億美元，并且在I00起毀壞事件中，由管道振動(dòng)而引起的，就占了1.9%,占了第二位，機(jī)械故障為第一位。在國內(nèi)，由于管道振動(dòng)而造成的泄漏和爆炸事故也迭有發(fā)生。某廠壓縮機(jī)管道由于振動(dòng)疲勞，在使用中突然斷裂，大量氣體泄漏入室內(nèi)，沖破照明燈，引起空間爆炸，造成嚴(yán)重?fù)p失:某化學(xué)公司有機(jī)合成廠因放空管振裂，泄出乙烯氣，立即引起大火，燒化和燒壞垮塌廠房屋頂，損壞設(shè)備和管道，釀成重大事故。1.2研究意義隨著工業(yè)的發(fā)展和安全

14、生產(chǎn)的需要，壓縮機(jī)在廣泛應(yīng)用于石油化工、化學(xué)化工、動(dòng)力水能等工業(yè)領(lǐng)域的同時(shí)，其管道的振動(dòng)問題也越來越引起人們的重視。國內(nèi)壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家在壓縮機(jī)管道振動(dòng)問題上一直未得到很好的解決.由振動(dòng)引起的管道振裂、限時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)、氣體泄漏等事故時(shí)有發(fā)生。特別是對(duì)于化工及石油等工礦企業(yè)，生產(chǎn)機(jī)器能安全有效的運(yùn)轉(zhuǎn)就是最大的經(jīng)濟(jì)性。壓縮機(jī)管道振動(dòng)帶來的危害，就是對(duì)經(jīng)濟(jì)性最大的威脅。因此，研究壓縮機(jī)管道的振動(dòng)問題并有效的控制振動(dòng)、消除振動(dòng)是一個(gè)具有重要現(xiàn)實(shí)意義的課題，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.3理論研究現(xiàn)狀壓縮機(jī)管道振動(dòng)研究，在二十世紀(jì)五十年代就已開始。但是長期以來，人們只能對(duì)簡(jiǎn)單管道的固有頻率做出計(jì)算。復(fù)雜管道

15、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，自一九五四年開始，應(yīng)用計(jì)算機(jī)來求解。但因當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)速度慢，存儲(chǔ)量小，對(duì)太復(fù)雜的管系還是不能進(jìn)行計(jì)算。一九五六年后，出版了大量矩陣代數(shù)的著作，同時(shí)計(jì)算機(jī)的速度和存儲(chǔ)量迅速增大，這就有可能對(duì)任何復(fù)雜的管道系統(tǒng)進(jìn)行有效的分析計(jì)算。到一九七五年，國外有人首先采用有限元法把框架結(jié)構(gòu)固有頻率值解析法應(yīng)用于管道系統(tǒng)，計(jì)算其固有頻率及振型，并進(jìn)一步應(yīng)用所得結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算。國外在這方面的工作已經(jīng)做的不少，并對(duì)生產(chǎn)起了重要的指導(dǎo)作用。 國內(nèi)西安交通大學(xué)最早從1972年開始該課題的研究，陸續(xù)研制了包括復(fù)雜管道系統(tǒng)氣柱固有頻率、氣流壓力脈動(dòng)、機(jī)械固有頻率以及管道系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)分析計(jì)算的整套大型通用

16、程序，1984年出版了國內(nèi)截至目前唯一的活塞式壓縮機(jī)氣流脈動(dòng)與管道振動(dòng)專著，1985年獲得了國家級(jí)的科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。并結(jié)合工程實(shí)際，先后解決了大批大中企業(yè)的壓縮機(jī)管道振動(dòng)課題。1.4.工程應(yīng)用現(xiàn)狀針對(duì)工程實(shí)際中出現(xiàn)的問題，管道振動(dòng)的工程應(yīng)用研究主要是尋求最實(shí)用有效的管道減振方法。在氣流脈動(dòng)的發(fā)源處即靠近壓縮機(jī)氣缸處設(shè)置緩沖器，是最方便且有效的管道振動(dòng)控制措施。緩沖器能使其后管道內(nèi)的氣流脈動(dòng)變得緩和，降低排氣或吸氣沖擊造成得損失，以及降低管道內(nèi)的阻力損失。在1952年，國外就有學(xué)者對(duì)單容積緩沖器和濾波器型緩沖器的安放位置進(jìn)行了研究，得出在這兩種容積相等條件下，使用濾波型緩沖器，在器前管路內(nèi)的壓力

17、脈沖要高出使用單個(gè)容積緩沖器前的1倍，而在后的管路內(nèi)的壓力脈動(dòng)卻大約是單個(gè)容積緩沖器后管路內(nèi)壓力脈動(dòng)的一半。國內(nèi)西安交通大學(xué)的孫嗣瑩等也對(duì)緩沖器的安放位置進(jìn)行了研究17，得出緩沖器愈靠近氣缸，消振效果就愈明顯。1979年，竟錫淇、陳守五等對(duì)孔板消減氣流脈動(dòng)的機(jī)理進(jìn)行了研究，當(dāng)緩沖器沒有緊靠氣缸，緩沖效果不理想時(shí)，特別是氣缸與緩沖器間連接管為共振管長時(shí)，在緩沖器法蘭處安裝恰當(dāng)尺寸的孔板，可以增強(qiáng)緩沖效果。孔板內(nèi)徑邊緣處必須保留銳利棱角，不得倒角，否則會(huì)降低消振效果，而且孔板材料應(yīng)與管道材料相同。國外還有學(xué)者對(duì)氣流脈動(dòng)衰減器、多孔聲學(xué)濾波器、孔管子的衰減器等振動(dòng)控制設(shè)施進(jìn)行了研究，其減振效果如應(yīng)用

18、得當(dāng)，比緩沖器效果更佳。但由于這些設(shè)施結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本高，在目前的實(shí)際中應(yīng)用尚少。參考實(shí)際運(yùn)行中的各壓縮機(jī)，其管道的大致布局及加彈性支承的個(gè)數(shù)是受到限制的，所以要加強(qiáng)管道系統(tǒng)的剛度只能改變各支承剛度的大小。因此，在管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)的支承剛度對(duì)管道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)非常關(guān)鍵。在1989年，國外學(xué)者NSCIta等就對(duì)管道結(jié)構(gòu)支承的優(yōu)化進(jìn)行了研究.國內(nèi)西安交通大學(xué)的陳玲莉、王瑞等以實(shí)際工程應(yīng)用為主要出發(fā)點(diǎn)，提出了壓縮機(jī)管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支承剛度的動(dòng)力優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并且推導(dǎo)了在周期激振力作用下穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值隨設(shè)計(jì)變量變化的靈敏度分析公式:對(duì)壓縮機(jī)管道結(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。1.5本文

19、的主要工作本文結(jié)合某氣田的往復(fù)式壓縮機(jī)工藝管道系統(tǒng)，分以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究和分析計(jì)算：<1>分別建立了各級(jí)進(jìn)、排氣管線的分析、計(jì)算力學(xué)模型；<2>利用相關(guān)的“壓縮機(jī)管道系統(tǒng)固有特性分析”科研軟件，進(jìn)行了模擬分析計(jì)算；<3>根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果，判斷出該設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)的動(dòng)力特性，提出了排除管道系統(tǒng)避開共振運(yùn)行的改進(jìn)方案。第二章管道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析管道系統(tǒng)是一個(gè)彈性的連續(xù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它在管內(nèi)脈動(dòng)流體的激發(fā)下，產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械振動(dòng)。設(shè)計(jì)管道時(shí)，除計(jì)算管道內(nèi)流體的氣柱固有頻率和壓力脈動(dòng)外，還必須對(duì)管道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)固有頻率和機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行分析和計(jì)算，只有這樣，才能準(zhǔn)確預(yù)計(jì)壓縮機(jī)在

20、工作時(shí)管系的振動(dòng)情況，判明管道工作時(shí)的安全可靠程度。物體的振動(dòng)是指物體在穩(wěn)定平衡位置附近所作的往復(fù)性運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)由初始干擾所引起，而后僅在恢復(fù)力作用下的振動(dòng)，稱為自由振動(dòng)。而管道系統(tǒng)的振動(dòng)并不是自由振動(dòng)，它是由于作用在管道系統(tǒng)上的周期性激振力所引起的受迫振動(dòng)。這種激振力有兩個(gè)來源，一是管道內(nèi)的脈動(dòng)壓力，另一是壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的不平衡質(zhì)量引起的慣性力。其中管道內(nèi)的脈動(dòng)壓力是激振力的主要來源。系統(tǒng)作同步自由振動(dòng)時(shí)的頻率稱為系統(tǒng)的固有頻率。系統(tǒng)固有頻率的大小只與該系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度有關(guān)。N個(gè)自由振動(dòng)系統(tǒng)有N個(gè)固有頻率。當(dāng)作用在系統(tǒng)上的干擾力頻率(或稱激發(fā)頻率)等于或接近系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的振幅會(huì)急

21、劇增大，這種現(xiàn)象稱為機(jī)械共振。管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，不僅要避免氣柱共振，而且要避免機(jī)械共振。2.1管道振動(dòng)的原因根據(jù)作用力自身的特點(diǎn)，管道的振動(dòng)大致是由以下三種原因引起的:（1）機(jī)體振動(dòng)引起管道振動(dòng)。由于振動(dòng)具有傳遞性，機(jī)體振動(dòng)將引起管道振動(dòng)，機(jī)體振動(dòng)越強(qiáng)烈管道振動(dòng)越強(qiáng)烈。（2）流體脈動(dòng)引起管道振動(dòng)。由于往復(fù)式壓縮機(jī)的工作特點(diǎn)是吸排流體呈間歇性和周期性，至使激起管內(nèi)流體呈脈動(dòng)狀態(tài)(以下簡(jiǎn)稱脈動(dòng)).脈動(dòng)的流體沿管道輸送時(shí)，遇到彎頭、異徑管、控制閥、盲板等元件，由于瞬間壓力、速度、密度的變化，將產(chǎn)生隨時(shí)間變化的激振力(不平衡力)，受該力作用，管道結(jié)構(gòu)及附件便產(chǎn)生一定的機(jī)械振動(dòng)響應(yīng)。(3)管道的共振。

22、輸送介質(zhì)的管道系統(tǒng)具有一系列固有頻率，當(dāng)往復(fù)式壓縮機(jī)激發(fā)頻率與某階固有頻率相等時(shí)，系統(tǒng)即產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該階頻率的共振。共振對(duì)管道的振動(dòng)影響很大，一般采用核算頻率的方法來避開頻率重疊發(fā)生的可能，處理辦法通常就是調(diào)節(jié)支架間距。2.2調(diào)整管系結(jié)構(gòu)的固有頻率以避免發(fā)生機(jī)械共振在整個(gè)管系脈動(dòng)值都控制在安全所允許的范圍內(nèi)之后，計(jì)算、調(diào)整管系的機(jī)械固有頻率，以避開與活塞激發(fā)頻率對(duì)應(yīng)的共振區(qū)就至關(guān)重要，否則即使減小脈動(dòng)的有效措施采取，也達(dá)不到減振目的，還會(huì)引起共振。第三章復(fù)雜管系結(jié)構(gòu)固有頻率計(jì)算SAPP3.1概述3.1.1 基本功能和運(yùn)行方式SAPP用于計(jì)算復(fù)雜管系的固有頻率計(jì)算。裝機(jī)后，SAPP存放在PAPOV

23、R目錄下。數(shù)據(jù)輸人方式，指令為：SAPP0 輸入數(shù)據(jù)文件名結(jié)果數(shù)據(jù)存放目錄名SAPP運(yùn)行完畢后所有數(shù)據(jù)存放在PAPFOR2DATA下，如果指定了結(jié)果數(shù)據(jù)的存放目錄，則SAPP會(huì)自動(dòng)將DATA下有關(guān)的文件拷到用戶指定的目錄下。3.1.2 單位約定為了方便于工程習(xí)慣，這部分?jǐn)?shù)據(jù)的單位如下：長度單位采用mm，質(zhì)量單位采用Kg。3.1.3數(shù)據(jù)格式文件的數(shù)據(jù)格式可用下圖（3-1）表示：* 以下一行為注釋卡(注意該卡不得以*號(hào)打頭)結(jié)構(gòu)振動(dòng)算例一* 以下為控制卡(1)1 15 1 0 100* 以下為控制卡(2)10 5.50* 以下對(duì)為計(jì)算固有頻率所需的數(shù)據(jù)。文件中可在任何位置插人空行和注釋行，注釋行的

24、標(biāo)志符是，該行首列字符為*，注釋卡不得以*開頭。每行長度不得超過1 3 2列字符，程序忽略1 3 3列以后的數(shù)據(jù)。結(jié)點(diǎn)號(hào)可以是數(shù)字也可以是字符串。只需在匯流(如三通等)、有附加質(zhì)量或剛度處標(biāo)出。可不管其大小和順序。約定：【】中的參數(shù)為選擇項(xiàng)，必選一項(xiàng)。如【x | Y | z】意為必選x、Y、z中的一個(gè)。表示任選項(xiàng)，根據(jù)需要可有可無。如遁DN表示轉(zhuǎn)彎半徑大小的輸人方式，使半徑輸入能按絕對(duì)大小方式和按相對(duì)管徑大小方式輸人。所有命令和操作數(shù)之間用空格空開，因而空格不能出現(xiàn)在標(biāo)號(hào)(結(jié)點(diǎn)編號(hào))內(nèi)部。將數(shù)據(jù)的輸入劃分為：主控?cái)?shù)據(jù)、結(jié)點(diǎn)和單元數(shù)據(jù)輸人二個(gè)部分。2.1主控?cái)?shù)據(jù)2.1.1注釋卡(8 0個(gè)字符)N

25、AME：注釋字符2.1.2控制卡(1)PAGE：大頁碼(號(hào))ROOTS：所求固有頻率的階數(shù)LOADCASE：載荷類型（取 0）BANDMIN：保留(取0)COORD：初始坐標(biāo)系類型(提供四種座標(biāo)類型、見下圖3-1)代碼(從左到右共4位)首位為坐標(biāo)類型，按圖示坐標(biāo)系配置時(shí)二、三、四位均取為0 值；如坐標(biāo)軸X、Y、Z的指向與圖示指向相反時(shí)，則將0改為1。2.3控制卡(2)N：激振力的階數(shù)（最大不要超過3 2)F0：激振力基頻（Hz）3.3結(jié)點(diǎn)和單元數(shù)據(jù)以下數(shù)據(jù)應(yīng)放在第一對(duì)大括號(hào) 內(nèi)，第一組數(shù)應(yīng)為啟始點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)。3.3.1輸入坐標(biāo)格式3.起始坐標(biāo)輸人命令字：缺省格式：X Y Z ：×&#

26、215;×××示例：10 5.2 100說明：X，Y，Z為啟始點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)，本命令必需緊跟左大括號(hào)“”后首先出現(xiàn)，且只能出現(xiàn)一次。沿各坐標(biāo)軸向輸入相對(duì)坐標(biāo)從參考點(diǎn)起，沿x或y或z走一個(gè)距離，確定一個(gè)新的點(diǎn)M01。命令字：【x | Y | z】格式：´´：×××××示例：Y 100 ：M01 說明：該點(diǎn)在離參考點(diǎn)沿Y軸1 0 0的位置上，編號(hào)為M 0 1。3.單元?jiǎng)澐质杳芸刂泼钭郑篖格式：L DL示例：L 1000說明：該指令指定單元?jiǎng)澐值氖杳艹潭?單元的長度)，系統(tǒng)的缺省值為1000，通常可在

27、管系變化較復(fù)雜、跨度較小、轉(zhuǎn)彎前等區(qū)段指定較小的L，過此區(qū)段后再恢復(fù)到正常狀態(tài)。3.一般標(biāo)記結(jié)點(diǎn)號(hào)命令字：格式：×××××示例：B 0 0 0 1說明：×××××為五個(gè)(可小于5個(gè)但不能是空格)有效字符，標(biāo)號(hào)定義一個(gè)可尋的參考點(diǎn)，通常用在交叉點(diǎn)、附加質(zhì)量和剛度處。注意標(biāo)號(hào)本身不一定取交點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號(hào)，可任意選取，這給數(shù)據(jù)輸人提供很大的靈活性。3.改變當(dāng)前參考點(diǎn)命令字：G格式：G×××××示例：G B0001說明：改變參考點(diǎn)到B0001點(diǎn)處。3.坐標(biāo)表

28、達(dá)式輸入方式對(duì)于坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入，程序支持表達(dá)式輸入方式，可避免在坐標(biāo)輸入時(shí)過于頻繁地使用計(jì)算器，減少錯(cuò)誤發(fā)生，提高輸入速度。在坐標(biāo)輸入過程中遇見需計(jì)算之處 (多只是加、減、乘、除)應(yīng)盡可能以表達(dá)式方式輸入。本程序所處理的表達(dá)式為數(shù)字表達(dá)式，可由以下各項(xiàng)構(gòu)成：數(shù)字運(yùn)算符+，一，*，(冪)括號(hào)優(yōu)先級(jí)為( )、*、+、-由于空格是作為數(shù)據(jù)和指令的分隔符，因而注意表達(dá)式內(nèi)部不允許有空格出現(xiàn)，否則程序?qū)⒎珠_進(jìn)行處理并會(huì)導(dǎo)致難以預(yù)想的錯(cuò)誤。示例：以下是一些合法的表達(dá)式表達(dá)式結(jié)果 1000-80 920 (100-20)*1412 933333 1O2 1003.2結(jié)點(diǎn)約束狀況輸入命令字：C格式：C IX I

29、Y IZ ITx ITy ITz示例：C 1 1 1 0 0 1說明：(IX，IY，IZ，ITx，ITy，ITz)表示結(jié)點(diǎn)六個(gè)自由度方向的約束碼： 0 自由度存在 1 自由度被約束省缺：無約束。約束狀態(tài)跟結(jié)點(diǎn)輸人坐標(biāo)之后，缺省是無約束狀態(tài)。3.3兩結(jié)點(diǎn)聯(lián)接(用于閉環(huán)系統(tǒng))命令字：J格式：JP N M N 【x | Y | z| R】示例：JP 1 103.4結(jié)點(diǎn)附加質(zhì)量輸入命令字：M格式：M N m示例：M 10 180說明：N 為結(jié)點(diǎn)編號(hào) m 質(zhì)量(Kg)3.5結(jié)點(diǎn)附加剛度輸入3.5.1局坐標(biāo)軸和總體坐標(biāo)軸方向一致時(shí)命令：K格式：K N 0 ST(6)示例：K 10 0 1000100010

30、000003.5.2復(fù)制已輸結(jié)點(diǎn)的附加剛度命令字：KD格式：KD O S 示例：KD 10 1說明：O 結(jié)點(diǎn)號(hào) S 原結(jié)點(diǎn)號(hào)3.6給出當(dāng)前點(diǎn)以后的管徑和壁厚命令：D格式：D d*h示例：D 120*10說明：d 管外直徑 H 壁厚* 分格符3.7彎管單元的半徑輸人命令字：W格式：W R示例：W 120R為彎管曲率半徑，即轉(zhuǎn)彎半徑(軸線)。緊接W命令后除了可插入如下命令：L 更改單元?jiǎng)澐置芏萈0P2P1R彎管示意圖還必需輸人兩點(diǎn)P1和P2的坐標(biāo)(如圖所示)。第一點(diǎn)(P1)為兩切點(diǎn)切線的交點(diǎn)、第二點(diǎn)(P2)為另一條切線在管子上的任一點(diǎn)坐標(biāo)(不能取在切點(diǎn)上、完全取在切點(diǎn)上有時(shí)是不可能的)。本命令實(shí)際

31、上是輸入一圓弧和它的兩切線段，它通知程序前方轉(zhuǎn)彎，輸人轉(zhuǎn)彎半徑、空間方位等。應(yīng)保證切線段的長度不能太小而導(dǎo)致單元?jiǎng)澐质　?.8結(jié)束圖3-2命令字：第四章閃蒸汽壓縮機(jī)管系固有頻率計(jì)算基本情況介紹：壓縮機(jī)為雙作用，設(shè)計(jì)運(yùn)行轉(zhuǎn)速為1488rpm，按設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的激發(fā)力基頻為f=49.6Hz。對(duì)應(yīng)39.6859.52 Hz為共振區(qū)。配置三臺(tái)型號(hào)設(shè)置完全相同的壓縮機(jī)。一級(jí)排氣管線由于三臺(tái)壓縮機(jī)管線上的管道線路設(shè)置與分布，以及閥門等配件完全相同，計(jì)算時(shí)，只需計(jì)算其中一條管線振動(dòng)情況，就知道其他兩路管線。二級(jí)管線排氣的三臺(tái)壓縮機(jī)管路分布設(shè)置相同，因此，只需計(jì)算其中一路的管線就可以。圖4-14.1閃蒸汽壓

32、縮機(jī)一級(jí)進(jìn)氣管線振幅計(jì)算數(shù)據(jù)文件內(nèi)容如下（表4-1）* 閃蒸汽壓縮機(jī)一級(jí)進(jìn)氣管線振動(dòng)前程序處理(文件名：szq1io.wps)3 25 0 0 0 25 49.6 0 0 0C 1 1 1 1 1 1 L 100 D 89*8Z 0.5: G30C 1 1 1 1 1 1 Y 300C 1 1 1 1 1 1G G30Y -300 C 1 1 1 1 1 1 Z 920R 0 300 -180Y 600Y 170: F301D 313*12L 100Z 600G F301Z -580: F302Z -1020C 1 1 1 1 1 1G F302D 89*8L 100X 170X 170z-9

33、30Y 560: S301X -150: F303Y 200: M301Y 280: S302Y 400: F304G F303Z 440Y 440: M302Y 440Z -440: F305JP F305 F304G F304Y 230: S303Y 180D 115*10L 100Y 230: M303Y 1000: S304Y 1700R 0 500 -500: F03L 400D 159*12X 2740: S01X 160 C 1 1 1 1 1 1 G F03X -2270: S02X -4770: S03X -470: F02X -4400: S04X -3150: F01X

34、-1850: S05X -4380 :S06x-1500Y 500X -1000Z 400Y 1400Y 470: S07Y 1930: S08Y 3650: S09Z 6950 X 900 Z -1400: G31C 1 1 1 1 1 1Y 300 C 1 1 1 1 1 1G G31Y -300C 1 1 1 1 1 1G F02D 115*10L 100R 0 -500 500Y -1700: S201Y -1000: M201Y -230 D 89*8L 100Y -180: S202Y -230: F201Y -400: S203Y -280: M202Y -200: F202G

35、F201;Z 440 Y -440: M203Y -440Z -440: F203JP F202 F203G F203X 150 F204Y -560Z 930X -170X -170: F205L 100D 313*12Z -1020C 1 1 1 1 1 1 G F205Z 580: F206Z 600G F206D 89*8Y -170Y -600R 0 -300 180Z -920: G20C 1 1 1 1 1 1 Y 300C 1 1 1 1 1 1 G G20Y -300C 1 1 1 1 1 1G F01L 100D115*10R 0 -500 500Y -1700: S101

36、Y -1000: M101Y -230 L 100D 89*8Y -180: S102Y-230: F101Y -400: S103Y -280: M102Y -200: F102G F101Z 440 Y -440: M103Y -440Z -440: F103JP F103 F102X 150 S104Y -560Z 930X -170X -170: F104Z -1020C 1 1 1 1 1 1 G F104Z 580: F105Z 600G F105Y -170Y -600R 0 -300 180Z -920: G10C 1 1 1 1 1 1 Y -300C 1 1 1 1 1 1

37、 G G10Y -300C 1 1 1 1 1 1K S301 0 1E7 1E7 1E7 1E4 1E4 1E4KD S302 S301KD S303 S301KD S304 S301KD S201 S301KD S202 S201KD S203 S201KD S204 S201KD S101 S301KD S102 S101KD S103 S101KD S104 S101KD S01 S301KD S02 S301KD S03 S301KD S04 S301KD S05 S301KD S06 S301KD S07 S301KD S08 S301KD S09 S301M M301 160M

38、M302 96M M201 160M M202 96M M101 160M M102 96圖4-2圖4-34.2閃蒸汽壓縮機(jī)一級(jí)排氣管線振幅計(jì)算數(shù)據(jù)文件如下表4-2* 一級(jí)排氣管線振幅結(jié)構(gòu)振動(dòng)前處理程序(文件名：szq1oo.wps)3 25 0 0 025 49.60 0 0 L100 D 89*8Z 0.5: G10Y 300C 1 1 1 1 1 1 G G10Y -300 C 1 1 1 1 1 1Z -600Y 400: S01Y 1530: S02Y 880Z 240Y 160: S03Y 230Y 240: S04Y 1200: S05Y 260: S06Y 1630: S07Y

39、 1220: S08Y 1700Y 1350Z 1450Z 300: S09*USED FOR EL=(1000-2000)mmK S09 0 1E6 1E6 1E6 5E3 5E3 5E3*USED FOR EL<1000mmK S01 0 1E7 1E7 1E7 1E4 1E4 1E4KD S02 S01KD S03 S01KD S04 S01KD S05 S01KD S06 S01KD S07 S01KD S08 S01計(jì)算結(jié)構(gòu)固有頻率如下圖圖4-44.3閃蒸汽壓縮機(jī)二級(jí)進(jìn)汽管線振幅計(jì)算 圖4-5數(shù)據(jù)文件如下（表4-3）*閃蒸汽壓縮機(jī)二級(jí)進(jìn)氣管線結(jié)構(gòu)振動(dòng)前處理程序(文件名：szq2

40、io.wps)3 25 0 0 025 49.60 0 0 L 100 D 89*8Z 0.5: G10Y 300C 1 1 1 1 1 1 G G10Y -300 C 1 1 1 1 1 1Z 930R -300 250 0Y 600Y 220: F101L 100D 313*12Z 780G F101Z -560: F102Z -1100C 1 1 1 1 1 1G F102L 100D 89*8Y 300Z -980Y 100: S101Y 370: M101Y 320; S102Y 480: S103Y 250 L 100D 114*10Y 330: M102Y 980: S104Y

41、2100R 0 500 -500: F01L 100D 159*12X 1670: S01X 150C 1 1 1 1 1 1G F01X -3270: S02X -4200: F02X -550: S03X -4870: S04X -2100: F03 X -2950: S05X -2000Z 460Y 1500Y 680: S06Y 1850: S07Y 530: F04Y 3250: S08Z 6950X 900Z -1400: G11C 1 1 1 1 1 1Y 300C 1 1 1 1 1 1 G G11Y -300C 1 1 1 1 1 1 G F02L 100D 114*10R

42、0 -500 500Y -2100: S201Y -980: M201Y -330L 100D 89*8Y -250: S202Y -480: S203Y -320: M202Y -370: S204Y -100Z 980Y -150Y -150: F201L 100D 313*12Z 1100C 1 1 1 1 1 1G F201Z 560: F202Z 450Z 330G F202L 100D 89*8Y -220Y -600R 300 -250 0Z -930: G20C 1 1 1 1 1 1Y 300C 1 1 1 1 1 1G G20Y -300C 1 1 1 1 1 1G F03

43、L 100D 114*19R 0 -500 500Y -2100: S301Y -980: M301Y -330L 100D 89*8Y -250: S302Y -480: S303Y -320: M302Y -370: S304Y -100Z 980Y -150Y -150: F301L 100D 313*12Z 1100C 1 1 1 1 1 1G F301Z 560: F302Z 450Z 330G F302L 100D 89*8Y -220Y -600R 300 -250 0Z -930: G30C 1 1 1 1 1 1Y 300C 1 1 1 1 1 1G G30Y -300C 1

44、 1 1 1 1 1*USED FOR EL<1000mmK S101 0 1E7 1E7 1E7 1E4 1E4 1E4KD S102 S101KD S103 S101KD S104 S101KD S201 S101KD S202 S101KD S203 S101KD S204 S101KD S301 S101KD S302 S101KD S303 S101KD S304 S101KD S01 S101KD S02 S101KD S03 S101KD S04 S101KD S05 S101KD S06 S101KD S07 S101KD S08 S101M M101 160M M102

45、 160M M201 160M M202 160M M301 160M M302 160圖4-64.4閃蒸汽壓縮機(jī)二級(jí)排氣管線分布圖4-7注：三臺(tái)壓縮機(jī)二級(jí)管線排氣管線相互獨(dú)立且管線布置完全相同，只計(jì)算一臺(tái)管線數(shù)據(jù)文件內(nèi)容如下（表4-4）*二級(jí)排氣管線結(jié)構(gòu)振動(dòng)前處理程序(文件名：szq2oo.wps）3 25 0 0 025 49.60 0 0 L100 D 89*8Z 0.5: G10Y -300C 1 1 1 1 1 1 G G10Y -300 C 1 1 1 1 1 1Z 600Y 550: S101Y 1230: S102Y 740Z 230Y 180: S103Y 250Y 220:

46、 S104Y 300: S105Y 550: S106Y 320: S107Y 2100: S108Y 1700Y 1350Z 1550Z 300: S109*USED FOR EL=(1000-2000)mmK S109 0 1E6 1E6 1E6 5E3 5E3 5E3*USED FOR EL<1000mmK S101 0 1E7 1E7 1E7 1E4 1E4 1E4KD S102 S101KD S103 S101KD S104 S101KD S105 S101KD S106 S101KD S107 S101KD S108 S101圖4-8第五章結(jié)論5.1一級(jí)進(jìn)氣管道系統(tǒng)振動(dòng)共振分

47、析處理從第16階到23階，管道固有頻率在39.68到59.52范圍之內(nèi)。機(jī)械運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)發(fā)生機(jī)械共振?？梢栽谟?jì)算簡(jiǎn)化模型中看到具體位置點(diǎn)第16階，固有頻率為39.93最大模態(tài)點(diǎn)為703，發(fā)生共振的方向?yàn)閤軸方向。在S201處，沿y軸，-560處，在x方向上，增加固定支撐。第17階，振動(dòng)頻率為42.17，最大模態(tài)點(diǎn)為379，振動(dòng)沿著y軸方向。在s05與s06之間，增加在y方向上的固定支撐。第18階，振動(dòng)頻率為43.3，最大模態(tài)點(diǎn)為379，振動(dòng)沿著z軸方向。振動(dòng)劇烈位置與第17階相同，方向不同，在這個(gè)管道位置多加支撐，沿著z軸方向上，上下固定。第19階，振動(dòng)頻率為46.9，最大模態(tài)點(diǎn)為848，振

48、動(dòng)沿著z軸方向。在支撐s103，沿著x軸-400的節(jié)點(diǎn)處，管道上下振動(dòng)，并會(huì)發(fā)生共振，增加在該點(diǎn)的z軸方向上的支撐，改變固有頻率，來避開共振。第20階，振動(dòng)頻率為47.77，最大模態(tài)點(diǎn)為535，振動(dòng)沿著y軸方向。該點(diǎn)位于分離器頂端，增加在y軸方向的支撐，第21階，振動(dòng)頻率為50.88，最大模態(tài)點(diǎn)為894，振動(dòng)沿著y軸方向。在支撐s09位置，沿著z軸方向6000處增加在y軸方向上的支撐。第22階，振動(dòng)頻率為56.7，最大模態(tài)點(diǎn)為326，振動(dòng)沿著y軸方向。在支撐s02點(diǎn)，沿x軸-2000位置設(shè)置新的支撐點(diǎn)，改變固有頻率。第23階，振動(dòng)頻率為58.67，最大模態(tài)點(diǎn)為498，振動(dòng)沿著x軸方向。在s08與s09直接增加支撐，穩(wěn)定管道，方向沿x軸水平設(shè)置。5.2一級(jí)排氣管道系統(tǒng)振動(dòng)分析與共振處理處于共振區(qū)的管道段為二三兩階，其他階數(shù)段管道固有頻率較高，不會(huì)發(fā)生共振。第2階，固有頻率為46.44，最大模態(tài)點(diǎn)121沿著z軸方向振動(dòng)。在墻壁附近沿著z方向固定。第3階，固有頻率為51.69，最大模態(tài)點(diǎn)120沿著x方向振動(dòng)。也是位于墻壁附近，該位置管道振動(dòng)比較劇烈，結(jié)合第二階振動(dòng)，該段管線應(yīng)全方位固定。5.3閃蒸汽二級(jí)進(jìn)氣管道振動(dòng)分析與共振處理從第12階到18階，都處于共振頻率區(qū)，第12階，管道固有頻率為47.51，最大模態(tài)點(diǎn)