动力机器基础振动与设计若干问题的讨论
工程中的振动问题及处理方法
工程中的振动问题及其处理在讲之前，首先介绍一下中冶集团建筑研究总院（原冶金工业部建筑研究总院）对振动问题进行过40年的研究，曾主持编制了两本振动设计规范：1.《制氧机等动力机器基础勘察设计暂行条例》（1977.1）2.《机器动荷载作用下建筑物承重结构的振动计算和隔振设计规程》（YBJ55-90）, 1990年一、振动中的几个基本概念1.振动问题和静力问题的区别：（A）振动变位与振动力的方向永远不一致。
在扰频/自频>1时，出现变位与扰力的方向相反的现象。
静力问题中，变位与作用力的方向总是一致的。
（B）振动与质量有关。
静力问题中与质量不发生关系。
（C）振动是时间的函数，静力与时间无关。
（D）振动有共振现象。
发生共振时振动要放大。
对钢结构，振动可放大200~300倍；对混凝土结构，振动可放大10~20倍。
对动力设备基础：对于水平和旋转振动，可放大7-10倍对于垂直振动，可放大4-8倍对于桩基础，只放大1.5-4倍对于静力问题，变形无放大问题。
2.关于自由度、自振频率和振型什么叫自由度：决定振动体系全部质点位置的独立变数的数目，φ，所以有二个振型。
也有二个自振频率。
5个，也可选10个，也可选100个。
但选的原则是：“选定结构”的最高自振频率要大于1.2倍的激振频率。
注意，振型与外力无关，与地震地面运动无关，只与m、k有关。
3.关于自由振动和强迫振动简单的说：在振动过程中，没有外力作用的振动称为自由振动，否则为强迫振动。
在自由振动时，振动的大小只取决于物体的初位移和初速度，此时无共振现象。
在工程中，像锻锤、落锤，火箭发射，爆炸，冲床，冲击式打入桩均可近似看作自由振动。
而强迫振动都是在外力作用下发生的，例如：压缩机，电动机，火车和地震等引起的结构振动均属强迫振动。
强迫振动的反应主要取决于力的大小和力的时间函数。
此时有共振问题。
4. 阻尼振动和无阻尼振动阻尼系数是振动中的一个重要指标，因为阻尼作用，所以在共振时，振幅不会无限放大，锻锤等在冲击力作用下，砧座会很快趋于平稳。
机械工程中的振动与动力学问题研究
机械工程中的振动与动力学问题研究一、引言机械工程是一个涵盖广泛领域的学科，其中振动与动力学问题作为其重要组成部分，受到了广泛的关注与研究。
机械工程中的振动与动力学问题主要涉及固体力学、材料科学、电子学等多个学科的交叉融合，研究的内容包括结构的振动特性、动力学响应、噪声与振动控制等方面。
本文将从机械工程中振动与动力学问题的基本概念、应用领域和未来发展方向等方面进行探讨。
二、振动与动力学问题的基本概念振动与动力学问题是机械工程中的一个重要研究领域，它涉及到物体在受到外部力作用下的振动、变形和响应等问题。
振动是指物体在某一平衡位置附近做周期性的来回运动，而动力学问题则更加广义，既包括了振动问题，也包括了物体运动的动力学性质。
振动与动力学问题的研究对于机械工程领域的产品设计、性能改进和故障诊断都具有重要的意义。
三、振动与动力学问题的应用领域振动与动力学问题的研究在机械工程领域有着广泛的应用。
首先，在产品设计和制造过程中，振动与动力学问题可以帮助工程师分析和预测产品在工作状态下的振动和动态响应情况，从而优化设计，提高产品的性能和可靠性。
其次，在机械系统的故障诊断和维修中，振动与动力学问题也具有重要的作用。
通过对机械系统的振动特性进行分析和评估，可以准确地判断机械系统的健康状况，及时进行维修和保养，避免故障的发生。
此外，振动与动力学问题的研究还广泛应用于建筑结构、航天工程、交通运输等领域，以提高系统的可靠性和安全性。
四、振动与动力学问题的研究方法在振动与动力学问题的研究中，有很多不同的方法和技术可以被应用。
其中，有限元方法是一种常用的数值模拟方法，通过将结构划分为有限个小单元，并采用离散化的方式进行数值计算，可以有效地分析结构的振动和动力响应。
此外，实验测试也是研究振动与动力学问题的重要手段之一。
通过在实际系统中进行振动测量和数据采集，可以得到真实的振动特性和动力响应情况，并验证分析结果的准确性。
另外，信号处理和图像分析等技术也被广泛应用于振动与动力学问题的研究中，提供了更多的信息和方法用于分析和诊断。
机械设计中的动力学分析与振动
机械设计中的动力学分析与振动机械设计是一门综合性强的学科，动力学分析与振动是其中重要的研究内容。
动力学分析涉及到机械系统的力学性能和运动规律，而振动则关注机械系统在运动中的震动现象。
本文将从动力学分析和振动两个方面探讨机械设计中的相关问题。
一、动力学分析机械系统在运动过程中会受到各种力的作用，动力学分析旨在研究这些力对机械系统的影响。
动力学分析的主要任务是确定机械系统在特定工作条件下的运动规律和力学性能。
在进行动力学分析时，需要考虑以下几个重要因素：1. 质量与惯性：机械系统的质量分布对其运动特性有着重要影响。
质量越大，系统的惯性越大，运动越不容易改变。
因此，质量的分布和惯性参数的合理选择对于预测机械系统的运动行为至关重要。
2. 力与加速度：机械系统在运动中受到的力与加速度的关系是动力学分析的核心内容。
通过分析力的大小、方向和作用点，以及系统的质量和加速度之间的关系，可以确定机械系统的运动方程，从而推导出其运动规律。
3. 阻尼与摩擦：机械系统在运动中会受到阻尼和摩擦的影响，这些因素会消耗系统的能量并影响其稳定性。
在动力学分析中，需要考虑阻尼和摩擦对机械系统的影响，并采取相应的措施来减小其负面影响。
二、振动分析振动是指机械系统在运动过程中产生的周期性或非周期性的震动现象。
在机械设计中，振动分析是非常重要的一项工作，因为振动会对机械系统的性能、工作稳定性和寿命产生重大影响。
振动分析的主要任务是确定机械系统在运动中的振动模式和频率，并评估其对系统性能的影响。
1. 振动模态：振动模态是指机械系统在运动中的不同振动方式。
通过振动模态分析，可以确定机械系统的自然频率和振动模式，从而帮助设计师进行系统的结构优化和调整，以避免共振现象的发生。
2. 震动评估：振动对机械系统的影响是多方面的，包括结构疲劳、噪声产生、动力传递损失等。
在振动分析中，需要评估振动对机械系统各方面性能的影响，并采取相应的措施来减小振动带来的不利影响。
动力设备基础设计的几点体会
动力设备基础设计的几点体会摘要：利用对振动基础公式的研究，联系到计算参数选取时需注意的事项，以及改动基组固有频率的方式。
关键词：基组固有频率、扰力频率、固有频率的调整一、前言化工厂的动力设备种类繁多，例如有高低压气体压缩机、大功率水泵、回转炉、电机、离心机、破碎机等，依据工艺要求组装在底层独立基础或者楼层结构上。
从对处理厂房振动问题的意义上来说，土建结构专业更渴望将其建在地表上。
对扰力十分大（规定为15kN）的动力装置，若不采用特别办法，不宜组装在与厂房主体结构连接的楼层上。
即便是和操作层同标高的框架式（或墙式）基础（如大型破碎机）也应当自成系统，与厂房主体结构设缝分开。
有关规定声明当厂房内建设低频且扰力相当大的装置时，需要采用措施预防其与厂房结构产生共振，对建有锻锤类厂房的屋面还应当考虑因为振动导致的额外负载。
长期以来，《梯形钢屋架》（G511）国家标准规定总是采取此种方式来考虑存在较大振动装置车间的屋面额外负载问题，此方法简便、经济适用，受到设计人士的追捧。
实际操作中因为振动导致的问题屡见不鲜。
例如装置自身不能正常运作、地脚锚栓被拔出、墙体开裂、预应力大型屋面板衔接缝间填充材料脱离、影响吊车运转等，严重时可导致厂房报废。
合理设计振动装置基础是确保装置安全工作和正常运行的重要步骤，是工业建筑构型设计的一个重要内容。
这里着重描述地面上动力装置基础设计中需要注意的一些事项。
二、扰力类型各种动力装置所引起的扰力方式是不一样的。
依照装置扰力事项对于水平面的关系，可划分成如下4种：垂直来回振动、水平来回振动、绕垂直轴的扭曲振动和绕水平轴的扭曲振动。
对于一些结构运转复杂的装置，以上基础振动也许还会产生耦合现象。
在动设备基础自身大小设计不合适时，也有可能令装置传递的基本振动产生耦合（如水平来回振动扰力的偏心便会导致水平扭转振动)。
若产生耦合，则必然会令各方位、各种类的扰力及频率对应升高，每个振动频率分布范畴将被拓展更广，导致设计困难。
机械结构的振动特性分析与改进
机械结构的振动特性分析与改进引言机械结构的振动特性是机械设计与制造中一个重要的研究课题。
振动问题不仅会导致机械设备的寿命缩短，而且还可能对工作环境产生噪音和震动，影响工作效率和操作安全。
因此，对于机械结构的振动特性进行分析和改进是至关重要的。
一、振动的产生机理振动的产生机理非常复杂，涉及到许多因素。
首先，机械结构的固有频率是产生振动的关键。
如果机械结构的固有频率与外力激励频率相似，就会引发共振，导致振动强度增加。
其次，不平衡质量也是振动的主要原因之一。
在转动机械中，由于物体的不平衡质量，会产生离心力，进而引起机械结构的振动。
此外，摩擦和蠕变等因素也会导致机械结构的振动。
二、振动的分析方法为了分析机械结构的振动特性，工程师们常常使用有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）的方法。
有限元分析是一种数值模拟方法，将复杂的结构通过离散化处理，以元素为单位进行计算，得到结构的振动模态和动态响应。
通过有限元分析，工程师们可以了解机械结构的固有频率、振动模态以及受力状态，为改进提供依据。
三、振动特性的改进措施针对机械结构存在的振动问题，工程师们可以采取一系列的改进措施。
首先，合理设计机械结构的刚度是关键。
通过增加结构的刚度，可以提高机械结构对振动的抵抗能力。
同时，合理设计结构的几何形状，避免过于薄弱的区域，减小共振的可能性。
其次，对于不平衡质量引起的振动问题，我们可以采取平衡措施。
一方面可以通过动平衡技术，在机械运行之前，对机械结构进行平衡调整，消除不平衡质量。
另一方面，可以在设计中预先考虑到不平衡问题，并采用对称布置的方式，减小不平衡力矩的影响。
此外，还可以通过减振器来改善机械结构的振动特性。
减振器是一种常见的振动控制装置，通过吸收或分散振动能量，减小机械结构的振幅。
常见的减振器包括弹簧减振器和液体减振器等。
选择合适的减振器，并合理布置在机械结构中，可以有效降低振动幅度。
四、案例分析：汽车悬挂系统的振动控制以汽车悬挂系统的振动控制为例，介绍振动特性的分析和改进。
机械设计基础机械振动与动力平衡
机械设计基础机械振动与动力平衡机械设计基础：机械振动与动力平衡机械设计是一门关于机械设备的设计和开发的学科，它涉及到多个方面，其中之一就是机械振动与动力平衡。
本文将介绍机械振动的概念和原因，以及如何进行动力平衡设计。
一、机械振动的概念和原因1.1 机械振动的概念机械振动是指机械设备在工作过程中，由于受到外力激励或内部不平衡等原因而产生的周期性或非周期性的机械振动。
1.2 机械振动的原因机械振动的原因主要包括以下几个方面：（1）受力不平衡：机械设备在运行中，由于旋转部件的质量分布不均匀或装配不良等原因，会导致受力不平衡，从而引起振动。
（2）外力激励：机械设备在工作过程中，会受到外界环境的冲击或者激励，比如地震、风力等，这些外力的作用也会导致机械振动的发生。
（3）共振现象：机械设备的自然频率和外界激励频率相近或相等时，会出现共振现象，从而引发机械振动。
二、动力平衡设计动力平衡是指通过一定的方法和措施，使机械设备在运行时减小或消除振动，提高设备的稳定性和工作效率。
以下是动力平衡设计的几个关键点：2.1 静平衡和动平衡静平衡是指在平衡位置上静止不动时，机械设备的重心与旋转轴线重合。
动平衡是指在机械设备运转时，通过在相应位置上增加或减少等质量物体，使机械设备的重心与旋转轴线重合。
2.2 平衡方法平衡方法根据机械设备的结构和工作条件的不同，可以采用不同的平衡方法，如静平衡法、动平衡法、半径平衡法等。
2.3 平衡设备的选择根据机械设备的大小和不同的平衡要求，选择合适的平衡设备是保证机械设备动力平衡的关键。
常用的平衡设备有平衡台、平衡机等。
三、机械振动与动力平衡在实际应用中的意义机械振动和动力平衡在机械工程领域中具有重要意义。
首先，合理设计和实施动力平衡可以降低机械设备受力不平衡和振动引起的疲劳损伤，延长机械设备的使用寿命。
其次，动力平衡还能提高机械设备的工作效率和生产效益。
最后，对于一些高速、精密的机械设备，动力平衡尤为重要，可以保证其正常运转和稳定性。
船舶动力设备的振动与冲击问题研究
船舶动力设备的振动与冲击问题研究摘要：本论文研究了船舶动力设备的振动与冲击问题，旨在改善船舶工程的可靠性和性能。
首先，文章介绍了船舶动力设备振动与冲击的基本原理和影响因素，包括发动机、传动系统和船体结构等方面的振动问题。
随后，讨论了当前的振动与冲击控制技术，包括主动控制和被动控制方法，以及其在船舶工程中的应用。
最后，本文提出了一些潜在的改进策略，包括结构优化、材料选择和传感器技术的创新，以减轻船舶动力设备的振动与冲击问题。
通过深入研究和改进，我们可以提高船舶的安全性和舒适性，减少设备的损耗和维护成本，从而为船舶工程领域的发展做出贡献。
关键词：船舶动力设备、振动、冲击、控制技术、可靠性。
引言：船舶工程一直以来都是人类探索海洋的重要工具之一。
然而，在船舶动力设备中，振动与冲击问题一直是困扰工程师和船员的挑战。
这些问题不仅影响船舶的可靠性和性能，还会对船员的安全和舒适性产生重大影响。
因此，本论文将深入探讨船舶动力设备的振动与冲击问题，并介绍当前的控制技术以及可能的改进策略。
通过解决这些挑战，我们有望提高船舶工程的质量，为更安全、更高效的海上航行提供支持。
一、振动与冲击问题的来源与影响因素振动与冲击问题一直是船舶工程领域的重要挑战。
这些问题的根源多种多样，可以追溯到船舶动力系统的多个方面。
本节将探讨振动与冲击问题的主要来源和影响因素，为进一步研究提供基础。
1、振动与冲击的主要来源之一是船舶的动力系统，特别是船舶发动机。
船用发动机通常产生高频振动，这些振动会传递到船体结构中，导致不仅设备的损坏，还可能影响船员的工作效率和健康。
发动机的不平衡、旋转不稳定性以及燃烧过程的不均匀性都是振动问题的根本原因。
因此，了解和控制发动机振动至关重要。
2、船舶的传动系统也是振动与冲击问题的一个重要来源。
传动系统通常包括发动机、变速器、轴线和螺旋桨等组件，它们之间的不协调和不平衡会引发振动和冲击。
例如，螺旋桨的不对称性或损坏可能导致船舶在运行过程中出现严重振动，从而降低了航行的稳定性和燃油效率。
机械振动问题的分析与解决策略
问题描述：某机械设备在使用过程中出现振动问题，影响设备正常运行 原因分析：可能是由于设备安装不当、部件磨损、润滑不良等原因导致 解决策略：调整设备安装位置、更换磨损部件、改善润滑条件等 效果评估：经过调整和维修，设备振动问题得到解决，复正常运行
问题描述：生产线在运行 过程中出现振动，影响产
智能控制技术：利用人工智能、机器学习等先进技术，实现振动控制的智能化和自主化
智能化技术的发展趋势
智能化技术在机械振动问 题中的具体应用
智能化技术在机械振动问 题中可能带来的改进和优
化
智能化技术在机械振动问 题中可能面临的挑战和问
题
汇报人：XX
减少误差
优化控制系统： 采用先进的控 制技术，提高 控制精度和响
应速度
优化设计：改进 机械结构，提高 稳定性
选用优质材料： 选择高强度、高 硬度的材料，提 高机械强度
提高加工精度： 采用先进的加工 技术和设备，提 高零件加工精度
加强质量控制： 严格控制生产过 程中的质量，确 保机械振动问题 的解决
改变振动频率： 通过改变系统的 固有频率，使振 动频率远离激励 频率，从而减小 振动。
增加质量：增加 系统的质量，使 系统的固有频率 降低，从而减小 振动。
采用隔振措施： 在振动源和振动 接收器之间设置 隔振装置，如隔 振器、隔振垫等， 以减小振动传递。
定期检查设备， 及时发现问题
加强设备操作人 员的培训，提高
安全隐患：振动 可能导致设备结 构损坏，引发安 全事故
噪音污染：振动 可能导致设备产 生噪音，影响工 作环境和周边居 民生活
结构设计不合理：如结构不对称、 刚度不足等
材料选择不当：如材料强度不足、 刚度不够等
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第28卷第3期2008年6月地 震 工 程 与 工 程 振 动J OURNAL OF EARTHQUAKE ENG I N EER ING AND E NG I NEER I NG V I BRAT ION V o.l 28N o .3Jun .2008收稿日期:2007-12-18; 修订日期:2008-02-20基金项目:教育部科学技术研究重点项目,山东省教育厅科技计划项目(207062);山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(b s 08003);地震工程与工程振动开放实验室项目(2007B01)作者简介:侯兴民(1970-),男,博士,副研究员,主要从事土-结构动力相互作用及信号分析处理方面的研究.E m ai:l houx m@yt .cn文章编号:1000 1301(2008)03 0131 07动力机器基础振动与设计若干问题的讨论侯兴民1,马小燕2,吴汉生2,田启强2(1.烟台大学土木工程学院,山东烟台264005;2.中国地震局工程力学研究所,黑龙江哈尔滨150080)摘要:讨论了 动力机器基础设计规范 (GB 50040-96)中的若干问题,包括质-弹-阻模型、地基动力参数、荷载组合和基础的构造要求等几个方面。
对动力响应,基于弹性半空间理论定义质-弹-阻模型中引入的各个参数(频变),基于该模型计算稳态荷载或暂态荷载作用下基础的动力响应;引入承载力、变形和稳定性等的验算,并在基础的形状尺寸、埋深、材料、配筋等构造方面为设计人员提供指导;对基础的重要程度进行分类,对重要基础,特殊场地条件下的基础,建造时宜考虑沉降等观测手段,及可改变基础固有特性和加固维修等相关的措施。
关键词:动力机器基础设计规范;质-弹-阻模型;地基动力参数;荷载组合;构造要求中图分类号:TU 476.1 文献标志码:ASo m e proble m s about vibration and design ofdyna m ic m achine foundati onHOU X ing m in 1,MA X i a oyan 2,WU H ansheng 2,T I A N Q i q iang2(1.Schoo l ofC i vil Engi n eeri ng ,Yan taiUn i versity ,Yan t a i264005,C h i na ; 2.Ins tit u te ofE ngi neeri ngM echan i cs ,C h i na E arthqu ake Adm i n istrati on ,H arb i n 150080,Ch i na)Abst ract :So m e d i s cussi o ns on Code for Dyna m icM ach i n e Foundati o n Desi g n (GB 50040-96)are had ,i n cl u di n g m ass-spring da m per m ode,l dyna m ic foundati o n para m eters ,load co mb i n ation and structura l requ ire m ents .Frequency dependent para m eters m ay be defi n ed for t h e m ass spring da m per m odel to ca lculate the dyna m ic re sponses to steady and transient l o ads .Foundation beari n g capacity ,defor m ation and stability verifications shou l d be i n troduced i n to the static design.And the struct u ra l requ ire m ents o f foundati o n shape ,size ,e m bedded depth ,m a terial and reinforce m ent shou l d be prescri b ed to guide the desi g n .The i m portant degree of a m ac h i n e foundation shou l d be classified to take d ifferentm easures for the foundation settle m ent observati o n and the possibility o f chan ging foundati o n natura l characteristi c s ,re i n force m ent and repa iri n g after constructi o n .K ey w ords :Code for Dyna m ic M ach i n e Foundation Design ;m ass spring da m per m ode;l dyna m ic foundati o n pa ra m eters ;load co mb i n ation ;str uctural require m ent动力机器基础与建筑物基础有所不同,表现在机器基础主要承受来自上部机器的作用力, 动力机器基础设计规范 (GB 50040-96)(以下简称!动规∀)[1]称之为扰力。
扰力可能是暂态的,也可能是稳态的,不仅能引起基础本身的振动,而且会影响邻近基础的建筑物、其他机器和工作人员。
所以,针对活塞式压缩机、汽轮机组和电机、透平压缩机、破碎机和磨机、冲击机器锻锤落锤、热模锻压力机、金属切削机床等承受荷载类型的不同,!动规∀提出了各自的动力响应计算方法及构造措施。
对动力机器基础设计的目的及要求,!动规∀的表述如下:为了在动力机器基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策,确保工程质量,合理地选择有关动力参数和基础形式,做到技术先进、经济合理、安全适用。
动力机器基础设计手册 (以下简称 手册 )对基础动力响应的要求为:对于需要进行动力计算的机器基础,应使得基础振动不超过某一限值,这个限值由以下条件确定:(1)应保证机器本身的正常运转;(2)基础振动所产生的振动波的能量,通过土传播,对邻近人员、仪器、设备和建筑物不产生有害的影响[2]。
George Gazetas 在早期的一项综述文献中,提出机器基础设计的目的:机器基础设计的基本目标是限制其运动幅值以保证机器运行安全,同时不能影响附近的工作人员的正常工作[3]。
可见,3种表述都突出了基础运行的安全,和不能对附近人员、建筑物和机器设备的影响。
值得指出的一点是,!动规∀明确兼顾基础的建造成本。
对不同的机器类型的基础构造设计,应包含一般要求、构造要求、动力响应计算、承载力计算、变形和稳定性计算、检验与监测等方面的内容。
本文将从质-弹-阻模型(有文献称单质点模型,为计算基础动力响应引入的振动模型)、地基动力学参数(动力响应计算、承载力计算、变形和稳定性计算)、机器作用于基础的荷载组合(动力响应计算、承载力计算、变形和稳定性计算)、基础的构造设计等几个方面,在参考文献[4]的基础上,阐述对96!动规∀的一些认识。
1 质-弹-阻模型(单质点模型)为了达到机器基础设计的目的和要求,!动规∀第3.2.6条以基础在上部机器工作过程中所发生的最大振动线位移、速度和加速度作为基本的控制指标,如表1所列,按照!动规∀有关各章对各种型式机器的规定进行计算,幅值应满足如下的要求:A f #[A ](1)V f #[V](2)a f #[a](3)式中A f 、V f 、a f 分别为计算的基础最大振动线位移、速度和加速度,[A ]、[V]、[a ]分别为允许振动线位移、速度和加速度,按表1所列数据采用。
图1 质-弹-阻模型F i g .1 m ass-spri ng-da m per model为计算基础在已知外荷载作用下的最大振动响应,!动规∀采用了图1所示的质-弹-阻模型,正确地定义模型中的各个参数(皆为常数),以模拟基组下的无限半空间。
该模型基于如下的假定:基础为有质量的刚体,地基为无质量的弹簧,并起阻尼器作用。
计算表1所示的不同类型机器基础的动力响应指标,需准确地定义图1所示的抗压(剪、弯、扭)刚度、阻尼比和质量。
而基于地基土为均匀的、各向同性的半空间体的假定,弹性半空间理论已经证明:等价为单自由度模型的基组振动体系的这三个基本物理量都是外荷载频率的函数。
由于与频率无关的常参数质-弹-阻模型系统的稳态响应-频率关系与实际基础系统的相应响应-频率关系不符,为弥补该缺陷,陆顺永根据地基弹性系数与阻尼系数随频率变化的特征,提出了基础-地基振动系统具有频变参数的质-弹-阻模型,并将模型中的刚度定义为k =k 0-k 1 2,阻尼系数定义为c =c 0+c 1 ,利用稳态激励下基础共振位移峰值、共振圆频率、共振位移相位角和任一圆频率上位移的测量值确定引入的4个未知参数[5]。
针对!动规∀采用的单自由度模型,学者们作了很多工作。
比如:王振宇和刘晶波等利用三维粘-弹性人工边界借助大型通用有限元软件,考虑了地基-基础动力相互作用,认为!利用规范采用的质-弹-阻模型,结果过于保守∀[6]。
为克服由于模型影响基础动力响应计算精度,值得引入更复杂的模型,普遍能接受的一个观点是引入采用更多与频率无关的参数集总而成的集总参数模型。
在一般意义上,这是因为集总参数模型物理意义明晰,在外荷载频段上有足够的精度,便于考虑结构的非线性动力响应问题,便于解析或数值计算考虑土-结构动力相互作用问题的基础(或结构)的动力响应。
且尽管集总参数模型引入的各个参数与频率无关,但是整个体系所描述的力-位移关系随着外载频率的变化而改变,这样,适当增加集总参数模型的元件,理论上可以无限地逼近地基阻抗函数的解析解。
132 地 震 工 程 与 工 程 振 动 第28卷表1 !动规∀对不同类型机器基础的动力响应要求(机器制造商或厂家有特殊要求除外)T able1 Dynam ic response requ ire m ents f o r some types f o r mach i ne f oundati ons accordi ng to Code for D yna m ic M ach i ne F oundati on D esi gn 基础类型最大振动线位移最大振动速度最大振动加速度其他动力响应要求活塞式压缩机0.20mm 6.30mm/s汽轮机组和电机基础墙式或大块式基础同活塞式压缩机基础同活塞式压缩机基础框架式基础0.02mm(3000r/m i n)0.04mm(1500r/m i n)对小于75%工作转速范围内的计算振动线位移,应小于1.5倍的允许振动线位移低转速电机0.16mm(<500r/m i n)0.12mm(500~750)0.08mm(>750r/m i n)透平式压缩机 5.0mm/s破碎机基础0.25mm(#300r/m i n)可只做水平向振动计算0.20mm(300<n#750r/m in)0.15mm(>750r/m i n)磨机基础墙式或大块式磨机基础,可不进行动力计算锻锤基础0.8~1.20mm(一类土)0.85g~1.3g锤重不同,需适当0.65~0.80mm(二类土) 0.40~0.65mm(三类土) <0.40mm(四类土)0.65g~0.85g0.45g~0.65g<0.45g乘以不同的系数落锤基础2.5mm0.9g~1.2g一类土0.7g~0.9g 0.5g~0.7g 0.4~0.5g 二类土三类土四类土热模锻压力机基础0.5mm(f n#3.6H z)1.8/f n(3.6<f n# 6.0H z)f n为基组固有频率0.3(6.0<f n#15.0H z)0.1+3/f n(f n>15.0H z)金属切削机床比如W o lf和So m a i n i[7]利用M eek-Ve letsos[8]给出的五参数模型(图2(a))近似地代替埋深和表面基础地基的动力阻抗。