📄Работа №210816
Тема: Анализ колебаний надземного газопровода при ветровом резонансе
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Строительство
Объем:
95 листов
Год:
2021
Просмотров:
34
5950
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ
1 Обзор состояния вопроса 6
1.1 Научно-технический обзор
1.1.1 Назначение и типы трубопроводов
1.1.2 Основные требования при проектировании трассы 8
1.1.3 Колебания трубопроводов 9
1.1.4 Изучение объекта и нормативной базы 12
1.1.5 Недостатки существующих виброгасителей 14
1.1.6 Программы расчета 18
1.2 Патентный поиск 26
1.3 Задачи исследования 43
Выводы по разделу 1
2 Методика проведения исследования 38
Выводы по разделу 2 42
3 Результаты исследования, анализ результатов 43
Выводы по разделу 3 57
4 Экономическое обоснование разработанных предложений 59
Выводы по разделу 4 61
5 Разработка рекомендаций по применению научных выводов на практике 62
Выводы по разделу 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЕ П1 67
ПРИЛОЖЕНИЕ П2 84
3
ВВЕДЕНИЕ
1 Обзор состояния вопроса 6
1.1 Научно-технический обзор
1.1.1 Назначение и типы трубопроводов
1.1.2 Основные требования при проектировании трассы 8
1.1.3 Колебания трубопроводов 9
1.1.4 Изучение объекта и нормативной базы 12
1.1.5 Недостатки существующих виброгасителей 14
1.1.6 Программы расчета 18
1.2 Патентный поиск 26
1.3 Задачи исследования 43
Выводы по разделу 1
2 Методика проведения исследования 38
Выводы по разделу 2 42
3 Результаты исследования, анализ результатов 43
Выводы по разделу 3 57
4 Экономическое обоснование разработанных предложений 59
Выводы по разделу 4 61
5 Разработка рекомендаций по применению научных выводов на практике 62
Выводы по разделу 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЕ П1 67
ПРИЛОЖЕНИЕ П2 84
3
📖 Аннотация
В данной работе представлен анализ колебаний надземного газопровода, индуцированных ветровым резонансом, и исследование эффективности пассивного устройства гашения в виде односторонней связи. Актуальность исследования обусловлена необходимостью обеспечения долговечности и надежности протяженных инженерных сооружений в условиях аэродинамических воздействий, особенно в регионах с высокой ветровой нагрузкой, где явление вихревого возбуждения может приводить к усталостным повреждениям. Основным результатом является разработка усовершенствованной математической модели колебаний конструктивно-нелинейной системы «газопровод – односторонняя связь», основанной на симметричной форме деформирования. Моделирование показало, что применение данного виброгасителя не только снижает амплитуды колебаний в центральном пролете, но и положительно влияет на смежные пролеты, что потенциально позволяет увеличить протяженность защищаемого участка при соблюдении нормативных ограничений по перемещениям. Научная значимость заключается в развитии методов моделирования нелинейных динамических систем с односторонними связями, а практическая – в предоставлении обоснованных инженерных решений для повышения виброустойчивости магистральных газопроводов. Теоретической основой послужили фундаментальные труды по аэроупругости (Бисплингхофф Р.Л., Эшли Х.), исследования устойчивости упругих систем (Пановко Я.Г.) и современные работы по подавлению вихревых колебаний (Chen W.-L. et al.).
📖 Введение
Протяженные сооружения подвержены аэродинамической неустойчивости, являющейся следствием ветрового резонанса. Надземный газопровод совершает колебания в вертикальной плоскости перпендикулярной ветровому потоку, что может привести к преждевременному износу сооружения.
Существует два способа решения задачи гашения колебаний трубопровода:
• активный - связанный с изменением характера обтекания воздушным потоком сооружения или характера колебательного процесса;
• пассивный - конструктивные изменения, влекущие изменение частоты собственных колебаний сооружения.
Цель данной работы - проанализировать эффективность устройства гашения аэродинамических колебаний трубопровода в виде односторонней связи.
Для достижения поставленной цели необходимо реализовать следующие задачи:
- Произвести обзор состояния вопроса;
- Оценить функциональную эффективность устройства с помощью моделирования в программном комплексе;
- Оценить экономическую эффективность устройства;
- Составить рекомендации для апробации внедрения виброгасителя в сфере строительства объектов газовой промышленности.
Актуальность
Ветровая нагрузка на сооружения, расположенные в районах с высоким давлением ветра, всегда являлась фактором, который необходимо учитывать при проектировании, в особенности, протяженных или крупногабаритных объектов.
Ветровой резонанс возникает при обтекании воздушным потоком цилиндрического тела, при чем происходит срыв воздушного потока, который раскачивает сооружение. Данное явление проявляется при совпадении частот срыва с частотой собственных колебаний трубопровода, что мы имеем целью предотвратить.
В расчете инженерных конструкций из-за высокой экономичности и надежности получили широкое распространение односторонние связи (ОС).
Так в трубопроводах, введение дополнительных связей, обладающих свойством включения в работу в определенный момент, позволяет ограничивать уровень динамического воздействия. Теория расчета систем с ОС все еще небезупречна и требует доработки.
Таким образом, можно утверждать, что анализ колебаний надземного газопровода при ветровом резонансе является актуальной темой для исследования
Существует два способа решения задачи гашения колебаний трубопровода:
• активный - связанный с изменением характера обтекания воздушным потоком сооружения или характера колебательного процесса;
• пассивный - конструктивные изменения, влекущие изменение частоты собственных колебаний сооружения.
Цель данной работы - проанализировать эффективность устройства гашения аэродинамических колебаний трубопровода в виде односторонней связи.
Для достижения поставленной цели необходимо реализовать следующие задачи:
- Произвести обзор состояния вопроса;
- Оценить функциональную эффективность устройства с помощью моделирования в программном комплексе;
- Оценить экономическую эффективность устройства;
- Составить рекомендации для апробации внедрения виброгасителя в сфере строительства объектов газовой промышленности.
Актуальность
Ветровая нагрузка на сооружения, расположенные в районах с высоким давлением ветра, всегда являлась фактором, который необходимо учитывать при проектировании, в особенности, протяженных или крупногабаритных объектов.
Ветровой резонанс возникает при обтекании воздушным потоком цилиндрического тела, при чем происходит срыв воздушного потока, который раскачивает сооружение. Данное явление проявляется при совпадении частот срыва с частотой собственных колебаний трубопровода, что мы имеем целью предотвратить.
В расчете инженерных конструкций из-за высокой экономичности и надежности получили широкое распространение односторонние связи (ОС).
Так в трубопроводах, введение дополнительных связей, обладающих свойством включения в работу в определенный момент, позволяет ограничивать уровень динамического воздействия. Теория расчета систем с ОС все еще небезупречна и требует доработки.
Таким образом, можно утверждать, что анализ колебаний надземного газопровода при ветровом резонансе является актуальной темой для исследования
✅ Заключение
Экспериментальным путем показано, что для модели «балка - трос», находящейся под действием вибрационной нагрузки, при натяжении троса упругая линия балки сохраняет симметричную форму колебания. На основании экспериментальных исследований предложена более совершенная математическая модель колебаний конструктивно-нелинейной системы «надземный газопровод - односторонняя связь». Согласно этой модели, динамическая реакция системы определялась для симметричной формы деформирования оси надземного газопровода во всех состояниях системы. Причем в выключенном состоянии ОС форма деформирования принималась по форме собственных колебаний, соответствующей основному тону БМ, а в состоянии включения ОС в работу системы форма деформирования принималась по собственной форме, соответствующей первому обертону МДС. Эффективность предложенной математической модели иллюстрируется на рассмотренном численном примере.
Выводы: 1. Предложенная математическая модель колебаний обеспечивает более эффективную работу конструктивно-нелинейной системы «надземный газопровод - односторонняя связь», по сравнению с моделью, основанной на кососимметричной форме колебаний.
2. По оценкам прогибов, показано, что последние уменьшаются не только в центральном пролете, где установлена ОС, но и в соседних пролетах расчетной модели газопровода. Это позволяет для допустимого уровня предельных перемещений расширить границы протяженности расчетной модели за счет увеличения числа ее пролетов.
3. Открывается возможность для увеличения (оптимизации) шага расстановки устройств гашения колебаний по сравнению с вариантом расчета при кососимметричной форме колебаний, сокращению числа устройств на одинкилометр трассы надземного газопровода и соответствующей экономии материалов и затрат, идущих на изготовление одного устройства гашения.
Выводы: 1. Предложенная математическая модель колебаний обеспечивает более эффективную работу конструктивно-нелинейной системы «надземный газопровод - односторонняя связь», по сравнению с моделью, основанной на кососимметричной форме колебаний.
2. По оценкам прогибов, показано, что последние уменьшаются не только в центральном пролете, где установлена ОС, но и в соседних пролетах расчетной модели газопровода. Это позволяет для допустимого уровня предельных перемещений расширить границы протяженности расчетной модели за счет увеличения числа ее пролетов.
3. Открывается возможность для увеличения (оптимизации) шага расстановки устройств гашения колебаний по сравнению с вариантом расчета при кососимметричной форме колебаний, сокращению числа устройств на одинкилометр трассы надземного газопровода и соответствующей экономии материалов и затрат, идущих на изготовление одного устройства гашения.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.