海洋平臺(tái)壓縮機(jī)組彈簧隔振基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與動(dòng)力分析.pdf

1、目前海洋平臺(tái)往復(fù)壓縮機(jī)組普遍采用成撬設(shè)計(jì)方法，這種方法通過增大結(jié)構(gòu)剛度、提高固有頻率實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)固有頻率遠(yuǎn)離激振力頻率，避免共振發(fā)生。然而壓縮機(jī)組與甲板結(jié)構(gòu)存在剛性耦合，造成壓縮機(jī)組動(dòng)力分析模型復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。本文提出彈簧隔振方法，即通過彈簧隔振器解除壓縮機(jī)組與甲板結(jié)構(gòu)剛性耦合，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)固有頻率遠(yuǎn)離壓縮機(jī)激振力頻率，避免共振。研究內(nèi)容如下:
　　1.基于有限元原理建立海洋平臺(tái)壓縮機(jī)組的有限元模型。進(jìn)行了彈簧隔振基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

2、。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)隔振原理，進(jìn)行彈簧隔振器設(shè)計(jì)，包括彈簧隔振器固有頻率的確定，彈簧剛度及阻尼的計(jì)算。結(jié)果表明:當(dāng)彈簧隔振器的固有頻率為3.5Hz時(shí)，彈簧隔振器的隔振效率為95.3％，可解除壓縮機(jī)組與甲板結(jié)構(gòu)的剛性耦合。
　　2.在結(jié)構(gòu)靜力分析的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)的彈簧隔振系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析，結(jié)果表明:壓縮機(jī)組第1階固有頻率為2.6046Hz，遠(yuǎn)小于0.8倍壓縮機(jī)激振頻率(16.55Hz);接近壓縮機(jī)激振頻率的第9階和第10階頻率避開了

3、激振頻率的±10％范圍，其中第9階頻率為14.586Hz小于0.9倍壓縮機(jī)固有頻率;第10階頻率為18.233Hz大于1.1倍壓縮機(jī)固有頻率。因此，設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)彈簧隔振系統(tǒng)具有良好的振動(dòng)特性，可避免共振發(fā)生。
　　3.為了分析在激振力作用下壓縮機(jī)彈簧隔振系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)，在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了諧響應(yīng)分析。計(jì)算了壓縮機(jī)基礎(chǔ)上四個(gè)關(guān)鍵位置三個(gè)方向上的速度響應(yīng)值，結(jié)果表明:在激振力作用下彈性基礎(chǔ)主撬的最大響應(yīng)值為3.0696mm/s;電

4、機(jī)基座的最大響應(yīng)值分別為1.7843mm/s;壓縮機(jī)基座的最大響應(yīng)值分別為1.831 mm/s;二層撬的最大響應(yīng)值為11.728 mm/s;由此可知，四個(gè)關(guān)鍵位置上的響應(yīng)值遠(yuǎn)低于DNV振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，充分驗(yàn)證了彈簧隔振基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性。
　　4.為檢驗(yàn)彈簧隔振基礎(chǔ)的隔振效果和壓縮機(jī)組關(guān)鍵位置的振動(dòng)響應(yīng)，對(duì)試車過程中的壓縮機(jī)組的振動(dòng)進(jìn)行測試，結(jié)果表明:彈簧隔振基礎(chǔ)的隔振效率可以達(dá)到80％左右;關(guān)鍵位置振動(dòng)速度峰值完全滿足DNV標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。