基于干扰力反演的某闸门油缸减振处理分析

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1、１２０中国农村水利水电·２０１５年第６期文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０６－０１２０－０４基于干扰力反演的某闸门油缸减振处理分析周升朋，刘礼华，欧珠光，刘义，杨斌（武汉大学土木建筑工程学院，武汉４３００７２）摘要：某大型抽水蓄能电站尾水事故闸门在脉动水流作用下产生悬挂振动，导致其上部启闭机油缸产生强迫振动。根据现场检测结果和有限元仿真计算首先反演出油缸干扰力的幅值，结合动力学基本原理提出一个较为合理的减振处理方案，并根据有限元仿真计算对该工程方案的减振效果进行预估。从减振方案实施后的检测结果，可以看出该方案取得了良好的工程减振效果，说明提出的干扰力反演计

2、算方法是正确的，制定的减振方案是可行的，对类似工程问题的处理提供了有益的参考。关键词：油缸；有限元仿真；干扰力反演；减振处理＋中图分类号：ＴＶ６６４．２文献标识码：ＡＡｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＧａｔｅＣｙｌｉｎｄｅｒＶｉｂｒａｔｉｏｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔＢａｓｅｄｏｎＩｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＥｘｃｉｔｉｎｇＦｏｒｃｅＺＨＯＵＳｈｅｎｇ－ｐｅｎｇ，ＬＩＵＬｉ－ｈｕａ，ＯＵＺｈｕ－ｇｕａｎｇ，ＬＩＵＹｉ，ＹＡＮＧＢｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００

3、７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｐｕｌｓａｔｉｎｇｆｌｏｗ，ａｔａｉｌｒａｃｅｅｍｅｒｇｅｎｃｙｇａｔｅｏｆａｌａｒｇｅｐｕｍｐｅｄｓｔｏｒａｇｅｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｅｓｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｃａｕｓｉｎｇｔｈｅｆｏｒｃｅｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇａｔｅｕｐｐｅｒｈｏｉｓｔｃｙｌｉｎｄｅｒ．ＢａｓｅｄｏｎｆｉｅｌｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｔｈｅＦＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａ－ｔｉｏｎ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｃｙｌｉｎｄｅｒｅｘｃｉｔｉｎｇｆｏｒｃｅａｍｐｌｉｔｕｄｅａｔｆｉ

4、ｒｓｔ，ｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｄｙｎａｍｉｃｓｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｄａｍｐ－ｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄａｓｓｅｓｓｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＦＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｆｒｏｍｔｈｅｔｅｓｔｒｅ－ｓｕｌｔｓａｆｔｅｒｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅ，ｉｔｃａｎｂｅｓｅｅｎｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｓｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉ

5、ｎｇ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｅｘｃｉｔｉｎｇｆｏｒｃｅｉｓｒｉｇｈｔ，ｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ，ｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｅｒｖｅｓａｓａｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｕｅｌｔａｎｋ；ｔｈｅＦＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｅｘｃｉｔｉｎｇｆｏｒｃｅ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｔｒ

6、ｅａｔｍｅｎｔ闸门振动在工程中屡见不鲜。某抽水蓄能电站尾水事故有限元仿真计算进行干扰力反演，结合动力学基本原理制定一闸门在一定开度下工作时，处于悬挂状态，闸后淹没水跃现个较为合理的减振方案，并根据有限元仿真计算减振方案实施［１，２］后的减振效果，以确定方案的合理性。对类似工程问题的处理象对闸门所产生的周期性冲击力会引起闸门振动，进而导致与其相连的上部启闭机油缸产生强迫振动。脉动水压力一提供了一种新的思路。［３，４］，当油般都具有较丰富的脉动频率，能量主要集中在低频段１工程概况缸的自振频率接近水压力的脉动主频率时，油缸就会产生类共振［５］现象，振幅较大。脉动荷载作用

7、下的闸门及其连接结构的某大型抽水蓄能电站位于湖北省罗田县境内。电站装配振动问题十分复杂，具有一定的随机性，实际工程中无法确切可逆式抽水蓄能机组４×３００ＭＷ，其尾水事故闸门均为平面知道脉动荷载的大小与分布［６］，进而无法对减振方案的减振效闸门。闸门门体与其启闭机油缸内部的活塞杆通过销轴连接，油缸上端自由，下端固定，闸门及其启闭机油缸布置示意图如果进行预估，减振方案的设计具有一定的盲目性。为此需通过图１所示。机组在工作（发电或抽水）过程中，其尾水事故闸门收稿日期：２０１４－１０－１３被提起悬挂在流道上方，流道内的水流流态并不稳定，会产生作者简介：周升朋（１９９０－）

8、，男，硕士