Разработка методов оценки технического состояния трубопроводных систем компрессорных установок

• Автор: Трутаев, Станислав Юрьевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 209 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

1.1 Экспериментальные методы исследования НДС

1.2 Расчетно-экспериментальные методы исследования НДС

1.3 Классификация современных средств мониторинга динамики технических

объектов

1.4 Выводы. Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК
2.1 Разработка методики идентификации НДС
2.1.1 Основы ые пол о жен ия
2.1.2 Построение идентификационной модели
2.1.3 Идентификация по методу наименьших квадратов
2.1.4 Численная проверка методики идентификации НДС
2.1.5 Экспериментальная проверка методики идентификации НДС
2.2 Разработка инженерной методики сбора экспериментальных данных для
идентификации НДС трубопроводных систем подверженных вибрации !
2.2.1 Методика сбора экспериментальных данных с использованием двухкапалъной
виброизмерительной аппаратуры
2.2.2 Обоснование методики сбора данных
2.2.3 Экспериментальная проверка методики
2.3 Разработка инженерной методики исследования вибрационного и
газодинамического состояния трубопроводных систем
2.4 Выводы
ГЛАВА 3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВИБРАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ И ОПТИМАЛЬНОГО ПОДБОРА ДЕМПФИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
3.1 Обеспечение вибрационной безопасности трубопроводных систем с
использованием демпферов вязкого трения
3.1.1 Модельная задана
3.1.2 Исследование амплитудно-частотных характеристик
3.1.3 Исследование собственных динамических характеристик
3.1.4 Выводы по разделу
3.2 Обеспечение вибрационной безопасности технологических аппаратов с
использованием демпферов вязкого трения
3.2.1 Модельная задача
3.2.2 Исследование амплитудно-частотных характеристик
3.2.3 Исследование собственных динамических характеристик
3.2.4 Выводы по разделу
3.3 Применение методов оптимизации при проектировании систем
виброзащиты

3.3.1 Методы численной оптимизации конструкций при динамических
воздействиях
3.3.2 Оптимизация демпфирующих свойств опорных конструкций на основе
анализа чувствительности собственных значений
3.4 Методика подбора демпфирующих устройств с оптимальными ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
3.5 Обеспечение вибрационной безопасности технологического оборудования с использованием демпферов сухого трения
3.5.1 Модельная задача
3.5.2 Исследование амплитудно-частотных характеристик
3.5.3 Выводы по разделу
3.6 Выводы
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Архитектура программной системы «COMPASS». Особенности ее реализации на основе современного программного обеспечения
4.2 Программная реализация методов динамического расчета трубопроводных систем и технологического оборудования с учетом демпфирования
4.3 Программная реализация методики идентификации НДС
4.4 Разработка и программная реализация конечного элемента в виде криволинейного стержня
4.4.1 Основные положения
4.4.2 Получение матрицы жесткости на основе решения системы
дифференциальных уравнений
4.4.3 Получение матрицы жесткости на основе метода сил
4.4.4 Получение матрицы масс
4.4.5 Программная реализация
4.4.6 Тестовые расчеты
4.4.7 Выводу по разделу
4.5 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5 ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК И ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ПРАКТИКЕ
5.1 Результаты оценки технического состояния трубопроводных обвязок поршневых компрессоров установки по производству бензола
5.1.1 Общие сведения об объекте исследования
5.1.2 Предварительные виброизмерения
5.1.3 Комплексные виброисследования
5.1.4 Разработка мероприятий по снижению вибрации
5.1.5 Выводы по разделу
5.2 ПОВЫШЕНИЕ вибрационной устойчивости технологических аппаратов и
трубопроводных обвязок воздушных компрессоров ВК
5.2.1 Общие сведения об объекте исследования
5.2.2 Исследование вибрационного состояния
5.2.3 Исследование собственных характеристик
5.2.4 Разработка мероприятий по снижению вибрации

5.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИОННОГО И ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 КОПИИ ДОКУМЕНТОВ ПОДТВЕРЖДАЮЩИХ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Из рисунка видно, что в принятом для анализа частотном диапазоне имеют место два резонанса: первый на частоте 7.3Гц и второй - на 29.3Гц.
Рис. 2.2 - Амплитудно-частотная характеристика
Выполним теперь в соответствии с изложенной выше методикой идентификацию НДС исследуемого трубопровода на различных частотах / возбуждения.
Предположим, что динамические перемещения были измерены в 7-ми точках по длине трубопровода, через равные расстояния. Векторы измеренных перемещений | Б* (/)} для соответствующих частот / будем формировать из полученных аналитически
по выражению (2.6) значений динамических прогибов. В качестве варьируемого параметра при расчете примем число собственных векторов участвующих в аппроксимации. Для оценки точности выполняемой идентификации, найденные векторы расчетных перемещений { Щ/) будем сравнивать с измеренными перемещениями графически.
В таблице 2.1 показано сравнение расчетных и фактических эпюр прогибов трубопровода для трех частот возбуждения: 7.3Гц (1-я резонансная), 18.3Гц и 29.3Гц (2-я резонансная).
Для каждой из частот аппроксимацию фактических перемещений выполняли следующим образом: в первом случае в расчете учитывали только 1-ю форму колебаний, во втором случае - только 2-ю форму, в третьем случае - 1-ю и 2-ю форму вместе и г.д. Для каждого расчетного случая определяли погрешность А, показывающую максимальное расхождение расчетных перемещений от фактических по длине трубопровода.