王 辉 王秀娟 陈 迪 汤晓勇 张凯迪 张云清

1. 中国石油工程建设有限公司西南分公司, 四川 成都 610041;2. 华中科技大学机械科学与工程学院, 湖北 武汉 430074

0 前言

随着国民经济的快速发展,石油、化工、电力等行业也得到了蓬勃发展,需要很多大型设备来满足其生产需求[1-2]。这些设备往往结构复杂、体型巨大、造价昂贵,因而其运输与运行过程中的振动问题不容忽视。大型橇装设备主要以公路运输的方式运抵安装现场,在颠簸路面状态下,来自路面的随机激励极易引起橇装设备部件的共振,在管路、设备连接处产生较大变形,甚至造成设备的损坏[3-4]。除了路面随机激励之外,橇装设备内部存在压缩机、往复泵[5]等往复运动部件,在实际工作中其周期性往复运动使流体介质产生周期性压力脉动,进而引起管路非简谐周期激振,对管路及其附属设备也会产生共振影响,造成复杂的流固耦合问题[6]。

本文以某天然气三甘醇(以下简称TEG)脱水装置再生模块为研究对象,针对路面随机激励和往复泵往复振动激励对橇装整体稳定性的影响进行研究。建立了橇装有限元模型,在过坑、制动、侧倾三种典型工况和往复振动交变载荷激励下,研究结构优化对设备振动特性的影响;在典型路面行驶工况下,以局部变形为指标,通过运输系统刚柔耦合仿真验证结构优化对橇装整体稳定性的影响。

1 振动模型建立

1.1 有限元模型

随着计算机仿真技术的发展,有限元技术越来越成熟,对复杂结构的振动分析也越来越精确[7]。……