[發明專利]一種陸用發電機組海上運行的聯合分析計算方法

在審

• 申請號: 202210085102.2
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114429068A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 袁罡;顧昭琪;蔣凡;陳家貴;徐永青
• 申請（專利權）人: 上?；萆Ｑ蠊こ逃邢薰?/a>
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F30/17;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 上海政濟知識產權代理事務所(普通合伙) 31479
• 代理人: 羅子芳

本發明公開了一種陸用發電機組海上運行的聯合分析計算方法。1、利用Patran建立船體結構、隔振器、設備基座、發電機組設備組成的聯合分析有限元模型；設備用MPC上施加質量單元仿真代替，設備基座用板單元模擬，隔振器用BUSH單元模擬，船體結構用板單元、梁單元模擬；結構建模完進行重心調整；2、根據浪向、加速度、風載等載荷信息進行工況組合；3、對有限元模型進行模態及振型分析，確保模型各方向基頻遠離設備運行頻率；4、根據工況組合進行靜力分析，求解靜變位并驗證；5、確定每個軸承支撐點擾力值，進行動力分析，求解動位移并驗證。該方法能準確模擬發電機組海上運行工況，能對陸用發電機組海上運行的設計選型提供幫助。

技術領域

本發明屬于船體變形有限元分析技術領域，涉及一種陸用發電機海上運行振動變形仿真分析方法，特別涉及一種陸用發電機組海上運行的聯合分析計算方法。

背景技術

陸用發電機組在海上的運行工況跟在陸地上的運行工況存在較大差別，現有的陸用發電機組在海上運行的分析計算方法不能準確模擬發電機組海上運行工況。目前的陸用發電機組基本都是在陸地上作業，起支撐作用的樁基和地基載荷和邊界條件都比較容易確定；但是，當陸用發電機組在海上運行時，僅建立發電機組支撐基座的局部模型進行分析時，波浪和船體產生的載荷及邊界條件難以準確模擬(如船體質量及剛度分布，船體三向變形量等)，計算處理方法可能存在較大的安全系數，導致設計冗余量較大，增加生產成本。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術的不足，針對陸用發電機組在海上運行的問題，提供一種能夠更準確模擬發電機組海上運行工況的陸用發電機組海上運行的聯合分析計算方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明是一種陸用發電機組海上運行振動變形仿真分析方法，基于發電機組及其支撐基座(設備基座)、彈簧隔振器、船體結構聯合建模的處理方法，在該處理方法下計算發電機軸系變形及振動。

本發明一種陸用發電機組海上運行的聯合分析計算方法，包括下述步驟：

第一步：利用MSC.Patran建立船體結構、彈簧隔振器、設備基座、發電機組設備組成的聯合分析有限元模型；

發電機組設備用MPC上施加質量單元進行仿真代替，設備基座用板單元模擬，彈簧隔振器用BUSH單元模擬，船體結構用板單元、梁單元模擬；結構建模完畢后進行重量重心調整，確保模型重量重心與實際值誤差在1％以內。

第二步：參考標準規范，根據浪向、加速度、風載等載荷信息進行工況組合。

第三步：對有限元模型進行模態及振型分析，確保模型各方向基頻遠離設備運行頻率。

第四步：根據工況組合進行靜力分析，求解靜變位，并驗證其是否滿足靜力學要求。

第五步：確定每個軸承支撐點擾力值，進行動力分析，求解動位移，進行振動位移的合成，并驗證其是否滿足動力學要求。

本發明一種陸用發電機組海上運行的聯合分析計算方法，具體包括下述步驟：

第一步：利用MSC.Patran建立船體結構、彈簧隔振器、設備基座、發電機組設備組成的聯合分析有限元模型；

1)發電機組設備(機械設備)為6個自由度的剛體，可等效為節點位于質心的節點單元，用MPC上施加質量單元進行仿真代替；

2)設備基座用板單元模擬；

3)彈簧隔振器用BUSH單元模擬，利用MPC與發電機組設備和船體結構進行連接。BUSH單元能定義復雜的彈簧-阻尼系統，通過定義隔振器6個自由度的彈簧剛度以及結構阻尼系數，能夠較準確地模擬彈簧隔振器；

4)船體結構用板單元、梁單元模擬，船體結構上的其它設備同樣用MPC上施加質量單元模擬；