大型煤气柜抗风减振的TMD方法研究

【摘要】：大型煤气柜为圆柱体储气结构,煤气柜的风致振动不仅损坏柜体,如发生煤气泄漏,后果将不堪设想。目前调谐质量阻尼器(TMD)的研究已经比较成熟,在建筑结构领域的应用也较为广泛。本文在充分了解TMD减振原理的基础上,对TMD应用于大型煤气柜的抗风减振进行了研究,为煤气柜的工业减振设计做出一定的理论参考。根据单自由度TMD的减振原理及现有TMD的应用情况,确定TMD在煤气柜上的环形安装形式和相应参数,并对其参数进行优化;阐述了平均风和脉动风的计算公式,利用MATLAB编程模拟了脉动风压时程曲线,确定了风载在煤气柜上的加载形式;根据新型煤气柜实体结构图,利用ABAQUS建立煤气柜的几何模型和有限元模型,利用力学理论对模型的力学环境进行了简化;对煤气柜进行模态分析,计算了煤气柜在活塞不同高度时的频率和模态;计算煤气柜在风载作用下的动力响应,并对施加TMD减振前后,活塞在不同高度时,煤气柜的位移及加速度进行了分析,通过定义减振系数来度量TMD的减振效果。计算结果验证了TMD的安装形式和相应参数选择的合理性,表明了使用TMD对煤气柜具有较好的减振作用。 【关键词】：煤气柜 TMD 风致振动
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF31
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 煤气柜简介7-10
• 1.1.1 煤气柜类型7-8
• 1.1.2 煤气柜研究现状8-10
• 1.2 TMD研究现状10-12
• 1.2.1 TMD的介绍10
• 1.2.2 TMD参数选择研究现状10-12
• 1.2.3 TMD的应用现状12
• 1.3 本文研究目的和内容12-15
• 1.3.1 研究目的12-13
• 1.3.2 研究内容13-15
• 2 TMD在煤气柜的应用15-23
• 2.1 结构的TMD减振原理15-17
• 2.2 TMD参数的选择17-21
• 2.2.1 TMD最优参数推导17-18
• 2.2.2 TMD在煤气柜上的安装方式18
• 2.2.3 TMD等效刚度和等效阻尼的计算18-20
• 2.2.4 TMD参数选取步骤20-21
• 2.3 本章小结21-23
• 3 风载模拟23-31
• 3.1 平均风23
• 3.2 脉动风23-28
• 3.2.1 脉动风速功率谱24
• 3.2.2 脉动风压规格化功率谱24-26
• 3.2.3 脉动风荷载26-28
• 3.3 脉动风压时程曲线模拟28
• 3.4 风载的加载形式28-29
• 3.5 本章小结29-31
• 4 新型煤气柜的有限元模型31-39
• 4.1 新型煤气柜的整体结构31-32
• 4.2 新型煤气柜各组件部分介绍32-37
• 4.2.1 外筒的结构介绍32
• 4.2.2 活塞的结构介绍32-36
• 4.2.3 柜顶结构介绍36-37
• 4.3 煤气柜的工作原理37
• 4.4 煤气柜力学模型简化37-38
• 4.5 本章小结38-39
• 5 TMD减振效果的动力学分析39-81
• 5.1 新型煤气柜的模态分析39-53
• 5.1.1 模态分析理论39-40
• 5.1.2 未加TMD时煤气柜的频率及模态40-51
• 5.1.3 安装TMD后煤气柜的模态分析51-53
• 5.2 新型煤气柜的位移分析53-66
• 5.2.1 空柜时54-58
• 5.2.2 活塞在中间时58-62
• 5.2.3 活塞在最高处时62-66
• 5.3 新型煤气柜的加速度分析66-79
• 5.3.1 空柜时66-70
• 5.3.2 活塞在中间时70-75
• 5.3.3 活塞在最高处时75-79
• 5.4 本章小结79-81
• 6 总结和展望81-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-89
• 附录89
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表论文的目录89
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目89

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