基于MRTMD的瓷柱型电气设备减震技术研究

瓷柱型电气设备由于结构高耸、阻尼小等特点在地震中极易发生破坏。现有瓷柱型电气设备的加固措施均不能充分保证该类设备在地震发生时的安全运行。本文基于调谐质量阻尼器原理,结合瓷柱型电气设备中心对称的结构特点,提出了多重环式调谐质量阻尼器(MRTMD)的概念并设计了相应的三重调谐质量阻尼器减震装置,推导了对应的减震方程。文中以2个不同型号的电压互感器为例,通过有限元模拟,对比了该设备有控和无控时的动力响应。此外,考虑到导线及裹冰荷载的影响,本文研究了MRTMD控制频率偏移最佳控制频率时的减震效果。结果表明:MRTMD可以明显增强瓷柱型电气设备的抗震性能,实现任意方向的地震动减震;MRTMD对于不同类型的地震动均具有良好的鲁棒性;当控制频率发生50%偏移时,MRTMD仍然可以保持稳定的减震效果。     

汽机弹簧隔振基础地震反应及弹簧变形分析

采用SeismoStruct软件建立有限元模型对某汽轮发电机组弹簧隔振基础进行时程分析,研究弹簧隔振基础的频率振型和地震响应、层间变形、弹簧变形等特性。研究表明,弹簧隔振基础的自振频率较低,竖向自振频率远离机组工作扰频;弹簧隔振装置能够在地震作用时减小台板加速度反应,并根据刚度重新分配水平地震作用,充分发挥立柱的抗震能力。结果表明基础设计符合《建筑抗震设计规范》标准,达到了弹簧隔振抗震的目标,基础设计合理、安全可靠。SeismoStrcut作为有限元分析软件,对汽机基础的模拟能够达到工程需要。     

双排隔振屏障对振动波的阻隔作用及动力响应分析

本文采用模拟试验的方法,对分层土地基中双排隔振屏障对振动波的动力响应进行了探讨,并研究了桩长与土层分界面位置关系、激振频率对其隔振效果的影响作用,得出结论:（1）屏障前振动强度远大于屏障后振动强度,并随着振源距、激振频率、桩长的增加而下降,且屏障前出现明显振动增强现象,在激振频率80 Hz时产生振动峰值,振动强度在高频时基本稳定,继续增加激振频率,振动强度并不会发生明显变化。（2）屏障后中线左右2倍桩长范围内为整个隔振区域的薄弱区,其他区域则由包络线围成一个封闭有效隔振区。（3）屏障对中频和高频有更好的隔振效果,且桩长越大有效隔振面积越大,当桩长超过土层分界面时,有效隔振面积可达到53.25%～69.78%,但此时有效隔振面积增幅由原来的14.29%下降到11.64%,增幅降低了约3%。（4）未设屏障区振动强度较小,随激振频率小范围内浮动,在激振频率为30 Hz和80 Hz时取得振动峰值,且随着屏障布置方向减小,即靠近屏障一侧振动强度较强,远离屏障一侧振动强度较弱。     

电流互感器抗震性能及减震振动台试验

瓷柱型电气设备是电力系统的重要组成部分,其抗震能力较差,在历次强震中破坏严重。根据地震中电流互感器的实际破坏情况,选用了2个不同型号的电流互感器,进行了地震模拟振动台试验,试验中测试了瓷柱型电气设备在不同地震动作用下的加速度、位移及应变响应,分析了该类设备的动力特性及抗震性能。基于调谐质量阻尼器原理设计了减震装置并进行了振动台试验。结果表明:地震作用时瓷柱型电气设备反应放大明显,抗震能力较差,绝缘子根部属于该类设备的薄弱环节,220kV电流互感器在峰值0.5g的正弦拍振作用时绝缘子根部拉裂和漏油。减震装置有效,可以降低瓷柱型电气设备的动力响应。     

分层土地基中几何参数对单排混凝土桩隔振效果的影响

为了研究分层土地基（上层为粘土层,下层为砂层）条件下几何参数对单排混凝土桩的隔振效果,该试验通过缩尺比例为1∶15的缩尺模型试验,以激振器作为点振源产生振动波向四周扩散,通过对比单排桩前后两侧振动加速度极值,清晰地展现出了单排桩对振动波的的影响区域,并得到了几何参数的隔振影响作用。在该试验条件下得出结论:相对于其他影响因素,桩长是影响隔振效果的重要参数,当桩长参数由0.28增至0.57时可提高约9％的隔振面积,同时增加桩长和隔振区长度可使隔振区域振幅大幅度减小与有效隔振面积大幅增加,但同时会造成桩前一侧振动增强;对于低频振动,单排桩隔振屏障对中频和高频有更好的隔振作用,该试验条件下隔振效果可相差约3％,且频率越高,穿透性越强,且将在桩后形成一个振动加强区;增加振源距可有效提高隔振效果,但当频率较低时,中远振源的隔振效果相近。     

软导线互连电气设备回路抗震试验研究

复合材料电气设备由于其材料质轻高强、绝缘性能好的特点,在电网工程中得到了推广应用。为研究特高压复合材料电气设备在软导线连接回路中的抗震性能,采用地震模拟振动台试验,研究5种不同软导线冗余长度的回路系统,在不同地震波波形、加速度峰值和激振力方向影响下设备的加速度和应力变化趋势。试验结果表明:互连回路中在导线连接方向上,刚度大的设备频率降低、刚度小的设备频率增大;地震作用下回路中两设备最大应力均出现在底部绝缘子根部,应力响应基本与加速度峰值呈线性变化关系,竖向地震组合的地震影响系数可按1.40考虑;回路导线冗余长度变化,对小震中设备地震响应影响较大。试验得到的软导线连接回路在地震作用下的响应规律,可为变电站或换流站回路系统抗震设计提供借鉴和参考。     

考虑楼板刚度的楼面振动减振改造分析

工业厂房中安装的动力设备易引发结构的振动,危害正常生产和结构安全。本文针对浮置平台隔振技术进行了相关研究,建立了两自由度隔振体系的力学模型,给出了考虑楼板刚度时振动的传递率,分析了不同隔振器刚度和楼板刚度对隔振效果的影响。对某实际工程进行了有限元建模分析,对比了隔振前后的楼板振动响应,隔振效果显著,且未改变动力设备振动的频谱特性,对设备的正常运行没有影响。对隔振后的厂房结构进行现场振动测试,楼面振动响应得到有效控制,满足相关规范要求,设备区域减振率达到70%~80%。     

复合外套型特高压交流CVT抗震与减震试验研究

为研究复合外套型电气设备的抗震性能与安装减震装置后的减震效果,对其进行特高压交流CVT地震模拟振动台试验研究,分析设备的动力特性与地震响应。白噪声试验结果表明试验设备安装减震器后其结构第一阶频率由1.07Hz略降低至1.04Hz,即减震装置对结构的整体刚度影响较小;人工波试验中原结构在地震动峰值加速度0.2g(PAG=0.2g)抗震试验中设备最大应力与位移响应为46.33 MPa与349.12mm,减震结构在PAG=0.5g抗震试验中,设备最大应力与位移响应为27.64 MPa与330.06mm,设备安装减震装置后抗震性能得到显著提升。试验研究结果可为复合材料电气设备抗震性能研究与减震装置应用提供参数数据。     

新型钢弹簧浮置板道床隔振试验与数值分析研究

提出了一种附加位移放大杠杆的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了理论分析,给出了该装置基于位移放大倍数的阻尼力和耗能计算公式。同时设计制作了附加3倍位移放大的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了地铁振动测试,试验结果表明:该装置隔振效果显著。通过建立新型钢弹簧浮置板道床隔振系统有限元分析模型,数值模拟结果与实测振动数据可进行较好的吻合,结果表明:新型钢弹簧浮置板道床隔振系统能有效地减小结构的动力响应。     

石化设备系统的动力相互影响分析

提出了一简化模型，模拟计算用管道连接两个设备的复杂石化生产系统的地震反应，分析设备与管道之间的动力相互作用。计算结果表明设备与管道系统的相互作用，对于其中一设备的地震响应有较大的放大作用，管道刚度的变化对频率不同设备的地震响应有不同的影响。最后，对减小设备与管道系统的相互作用提出了建议。     

高速铁路空沟隔振措施隔振效果的有限元分析

高速铁路引起的振动对周边环境的影响是不容忽视的,需要采取相应的工程对策来减小其危害。采用空沟隔振施工方便,隔振效果能得到保证,故在实际工程中得到广泛应用。本文使用大型通用有限元软件ABAQUS对空沟隔振的效果进行数值分析。计算模型采用无限元和黏弹性边界吸收振动波,减小边界反射波对计算结果的影响;文中引入参数ARF来评价空沟的隔振效果,在此基础上分析不同的空沟尺寸及不同的荷载频率对隔振效果的影响,可供设计者参考。     

基于陈列柜边界条件的馆藏文物地震滑移响应试验

为保护馆藏浮放文物,采用振动台试验方法研究了地震作用下基于不同陈列柜边界条件下的文物滑移响应.根据展柜原型制作了1∶1比例模型,分别考虑陈列柜底部浮放及固定于振动台面,进行了振动台试验.通过白噪声激励获得了两种边界条件下陈列柜的基频;通过对模型分别输入不同类型及不同强度的地震波,研究了地震作用下陈列柜及文物的震害形式,对比分析了两种边界条件下典型节点位移、加速度响应及动力放大系数.结果表明:无论陈列柜处于固定还是浮放状态,其基频远大于地震波卓越频率,因此震害较轻;对浮放文物而言,当地震波强度较小时,不同条件下文物的滑移响应为陈列柜浮放＞陈列柜固定条件;当地震波强度较大时,由于陈列柜与振动台面的摩擦减震作用,文物的滑移响应为陈列柜浮放＜陈列柜固定条件.为减小文物的滑移响应,陈列柜宜以浮放形式为主,并保持适当的间距.     

高速铁路空沟隔振措施隔振效果的有限元分析

高速铁路引起的振动对周边环境的影响是不容忽视的,需要采取相应的工程对策来减小其危害。采用空沟隔振施工方便,隔振效果能得到保证,故在实际工程中得到广泛应用。本文使用大型通用有限元软件ABAQUS对空沟隔振的效果进行数值分析。计算模型采用无限元和黏弹性边界吸收振动波,减小边界反射波对计算结果的影响;文中引入参数ARF来评价空沟的隔振效果,在此基础上分析不同的空沟尺寸及不同的荷载频率对隔振效果的影响,可供设计者参考。     

地震作用对轻轨铁路车桥系统耦合振动的影响

本文分析地震作用对考虑土-结构相互作用的轻轨铁路车桥系统耦合振动的影响。文中建立了车桥系统考虑土-结构相互作用的三维空间模型，推导了考虑地震作用车桥系统的耦合振动方程，并编制了相应的计算程序。以时速100km的列车通过天津轻轨的一座四跨预应力混凝土连续刚构桥为例，对受天津波和El Centro波地震作用的车桥系统的耦合振动响应进行了仿真分析。结果表明：地震作用下车桥系统的耦合振动响应近似为桥梁地震响应与车桥系统耦合振动响应之和；地震作用对车桥系统横桥向耦合振动响应的影响最大，对竖向耦合振动响应的影响较小，而对顺桥向耦合振动响应的影响甚微；且不同地震波激励的影响程度有所不同。由此得出结论，地震作用与车桥系统的耦合振动存在很大程度的耦合，因此，在对高架桥梁上的轻轨铁路进行车桥耦合振动分析时必须考虑地震作用的影响，以保证列车运行的安全性和稳定性。     

地震频谱特性对高速列车车体振动的影响分析

为研究不同频谱特性的地震作用对高速列车振动的影响,本文建立31自由度的机车模型,利用三角级数法生成轨道不平顺。通过在水平、竖直两个方向输入不同频谱特性的三条地震波,主要从频域角度分析总结了不同车速和不同地震峰值加速度下车体的垂直和横向加速度。结果表明,地震对车体横向振动的影响大于垂向;地震动的低频成分居多时,会使得车体振动响应增大。地震峰值加速度对车体振动有较大影响且车速和地震峰值加速度共同控制车体的横向和垂向振动主频。列车运行时,若遇到卓越频率低且峰值加速度较大的地震激励。     

日本研究出用于小地震的减震建筑方法

日本一家建筑公司1992年1月9日宣布,他们开发出了复合减震建筑方法,即把用于发生频率高的小地震的积层橡胶重新安装在过去用于大地震的减震装置上。当发生小地震时,主要是易在水平方向上变形的下部的积层橡胶发挥作用;当发生大地震时,则是过去的减震装置部分起作用。据说,采用这种复合减震装置在烈度为4的地震中,成功地将传给建筑物的振动控制在原有减震装置的约二分之一左     

软母线连接电气设备地震响应定量分析

通过母线连接的电气设备与独立设备地震响应存在较大差异。为定量研究软母线连接体系对设备的地震响应,将软母线简化为悬索结构,建立耦联体系等高设备和单体设备的地震运动方程组,采用龙格-库塔方法计算得到广泛参数下的位移响应比,并通过基于后向消去法的多元回归分析对各关键参数的影响进行量化,得到软母线耦联等高设备地震位移响应比公式。通过与实际振动台试验数据对比验证了该响应比公式的准确性。研究结果可为实际电气设备及变电站的抗震可靠性分析提供参考。     

相邻梁段周期比对伸缩缝处的碰撞响应分析

针对相邻两联连续梁桥伸缩缝处的碰撞现象,基于其周期不一致而表现出的动力差异性,进行动力时程分析,采用直接积分法研究了地震作用下相邻联的非同向振动和伸缩缝处的碰撞响应。分析结果表明:不同周期比的相邻梁体,在地震动作用下产生的碰撞响应不同,加速度峰值小持续时间长的地震波对伸缩缝处的碰撞响应较小;碰撞对严重不同向振动的相邻两联(T2/T10.5)的地震响应影响很大,随着相邻两联周期比的增大,碰撞对结构地震反应影响逐渐减小。     

不同垂度导线连接变电站实体耦联设备振动台试验研究

为了对地震作用下柔性导线连接的变电站电气设备间的相互作用进行研究,本文进行了不同垂度下柔性双分裂导线连接实体隔离开关和断路器的地震模拟振动台试验.振动台试验中采用无导线连接的单体设备以及三种不同松弛度导线连接设备体系,在不同强度的三种地震动输入下对耦联体系的动力响应进行了试验研究.试验结果表明:导线的存在使得耦联设备间...     

用于高压电气设备的剪切型铅减震器性能影响研究

作为重要的电气设备抗震技术产品,剪切型铅减震器能够有效降低电气设备的地震响应。但随着电气设备电压等级的提高,设备结构规格不断增大,其地震作用力显著增大,对电气设备安装的减震器性能提出了更高要求。通过剪切型铅减震器的低周反复加载试验研究,分析其受力模型,对比减震器在不同加载频率下的力学和阻尼耗能性能,并根据试验结果提出优化工艺,进一步提高减震器性能,为电气设备抗震能力的提高提供更可靠的技术保障