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柴油发电机组振动测试及有限元分析

作　者: 叶艳琴
导　师: 黄菊花
学　校: 南昌大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 柴油发电机组 振动测试 有限元分析 隔振
分类号: TM314
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


柴油发电机组广泛用作为电信、金融、医院、商业等部门的应急备用电源和军事与野外作业车辆与船舶等特殊用途的独立电源。柴油发电机在为人们提供便利的同时,也因机组自身存在的振动直接影响着人们的工作和生活。在军用移动电源上,柴油发电机振动问题的解决尤为迫切。某企业生产的柴油发电机组结构及减振器选型按传统经验法确定,发电机组振动烈度如何,减振效果如何,需实验测试与评价。本文以该企业生产用于军用移动电站的柴油发电机组为研究对象,对该企业120kw和75kw柴油发电机组振动烈度,减振效果进行测试与评价。完成了120kw和75kw柴油发电机组的现场测试及振动测试数据分析,测试结果为振级落差均大于10dB,表明所选隔振器具有良好的隔振效果。针对120kw柴油发电机组因振动引起控制柜中电器元件出现故障问题,本文进一步对120kw柴油发电机组进行了有限元数值分析。使用ANSYS软件建立了简化的机组几何模型及网格模型,对机组进行了模态分析和谐响应分析。数值分析计算振动位移变化趋势与实验测试相符,基本反映了物理实际。模态分析结果的表明：机组及控制柜的固有振动特性,使控制柜在特定的频率下存在较大振型位移；从谐响应分析结果得出了这些可能的振型位移主要发生在启动或停机阶段。最后,本文对发电机组进行了隔振设计,通过添加机组减震器支承、增加减震器刚度、增大控制柜用减震器直径和增加控制柜质量等方法进行了振动隔振的优化设计,并进行了相应的数值分析、计算,其结果表明：振动隔振的优化设计可使得控制柜内仪器振动位移、速度及加速度处于正常范围。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章 绪论  8-19
  1.1 机械振动概述  8
  1.2 振动控制技术  8-10
  1.3 柴油发电机组隔振技术国内外研究进展  10-13
    1.3.1 国内隔振技术研究进展  11-13
    1.3.2 国外隔振技术研究进展  13
  1.4 有限元分析在柴油发电机组振动研究中的应用  13-18
    1.4.1 有限元的概念及发展  13-15
    1.4.2 有限元法在隔振优化设计中的应用  15-18
  1.5 项目来源及本文研究内容  18-19
第2章 发电机组振动测试与分析  19-35
  2.1 测试目的与内容  19
    2.1.1 测试目的  19
    2.1.2 测试内容  19
  2.2 测试原理  19-20
    2.2.1 振动速度及位移的求解  19-20
    2.2.2 发电机组振动烈度测试原理  20
    2.2.3 发电机组减振器振级落差测试原理  20
  2.3 测试方案  20-30
    2.3.1 测试仪表系统  20-21
    2.3.2 测试工况与测点布置的依据  21
    2.3.3 测试工况、测点布置、测量方向及测试数据  21-30
  2.4 结果与分析  30-34
    2.4.1 振动波形及其分析  30-32
    2.4.2 测试数据分析  32-34
    2.4.3 与相关振动标准的比较  34
  2.5 本章小结  34-35
第3章 柴油发电机组振动数值模拟与分析  35-59
  3.1 机组组成结构  35-37
  3.2 几何模型的简化  37-41
    3.2.1 转子本体几何模型  37-38
    3.2.2 滚动轴承几何模型  38-39
    3.2.3 基座及其它结构几何模型  39-41
  3.3 有限元分析模型的建立  41-44
  3.4 机组振动模态分析及谐响应分析  44-54
    3.4.1 模态分析  44-49
    3.4.2 谐响应分析  49-54
  3.5 计算结果与测试结果比较  54-58
  3.6 本章小结  58-59
第4章 发电机组振动隔振优化设计与数值计算  59-70
  4.1 发电机组振动隔振优化设计  59-63
    4.1.1 添加机组减震器支承  59-60
    4.1.2 调整减振器参数  60-61
    4.1.3 扩大控制柜减振器直径  61-62
    4.1.4 增大控制柜配重  62-63
  4.2 机组振动隔振优化后动态响应  63-68
    4.2.1 添加支承后的振型  64-65
    4.2.2 调整减振器参数后的振型  65-66
    4.2.3 增大减振器直径后的振型  66-67
    4.2.4 增大控制柜配重  67-68
  4.3 本章讨论  68-70
第5章 结论与展望  70-71
  5.1 结论  70
  5.2 进一步工作的方向  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-75
附录一 测试现场  75-77
附录二 测试数据matlab处理程序  77-78
攻读学位期间的研究成果  78

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组（总论） > 内燃发电机
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