《5.2 振动计算!
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5.2》.1 机器—。。坐,标系C?XY:Z中:原点C即为机器【扰力作用点基—组坐标系Ox—yz:中的原点O取基组总!重心坐标轴方向与】。机器坐标相同—C点对O点一般均有!一定:的偏心ex、ey、!h0+h1》基组动力计算时各公!式推导均对Oxy】z坐标而言因—而作用于C点的Fv!z、Fv《。x在振动计算—中均先平移至—重心O?对于水?平回转耦合振动由】于,采用振型分解法【计算水平扰力直接平!移至各振型的转【心O:ф1、O《ф2、?Oθ1、Oθ2【
5.2!.2~?5.:2.4? 基组为》机器、基础》及基:础底板上的回填土的!总称基组《的振动?模式采用质点-弹】簧-阻尼器体—系由于考虑》了阻尼因素》因而计?算结果比较符—合实测值同时—还可以解决共振区的!。计算问题使》基,础设计更趋经—济合理
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基】组作为单《质点刚体有六个自】由度其振《动可分为竖》。。向、扭转、水平【和,回转四种形》式当基组总》重心与基础底面形心!位,于同一铅垂线上【时基组的竖》向,振动和扭《转,。振动:是独立?的而水平《和回转运动则耦【合在:一起
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? : ,第5:.2.2《条~第5.2.【4条分别给出—了上述?四种基组振动形【式的计?算方法基组在通过其!重心的竖向扰力【。Fvz作用下—产生沿z轴的竖向振!动基组?在绕z轴的》扭转力矩Mψ和【。。沿y轴向偏心—的,水平扰力Fvx作用!下,产生绕z轴的扭转】振动(图5》.2.?。2)基组《在水:平扰力F《vx和沿x轴向【偏心的竖向》扰力Fvz作用下】产,生沿x轴水平、【绕y轴回转的x-ф!向耦合振动》(图5.2.3【)基组在绕x轴的】网转力矩Mθ和沿y!轴向偏心的竖—向扰力F《vz作用《下产生沿y轴—水平、?绕x轴?回转的y-》θ,向耦合振动(图5】.2.4)
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【一般一台机器—同,时存在几种扰力和扰!力,矩计算?基础顶面控制点的振!动位移和《速度幅值时应分别】计算各?扰力和扰力矩—作用下的振动计算】值当机器《存在一、二谐扰力(!矩):时,需分:别进行振《动位:移和速度《。计算然后按本标准第!5.:2,.5条的公式进行叠!加并核算是否满【足现行国《家标准建筑》工程容许振》动,标准GB 508】68-2013第5!章规定的振动—容许值
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—。 基《组在通过其重心的】。竖扰力作《用下产生竖向振动通!。过建立运动微分方程!求得基组《竖向振?动固有圆频率ω【nz和基础顶面控制!点竖向线《位移幅?值,u,。zz(基组各点的】竖向线?位移幅值均相同【)的计算公式式中】地基动力《。。计算参?数Kz和ζz可根】据现行国《家标准地基动力特】性测试规范G—B/T 《50269由—场地:试验块体基础实测来!确定:也,可由本标准第3【章求得这《些参数一《般很难取准可根据】机器的扰《力频率按偏于安全的!要求来选取
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扭【转振动是在扭转力】矩作:用下发生的总扭转】。力,矩除包?。含机器的扭转力矩】。Mψ:外还包括水平—扰力Fvx向基组】总重心O点平—移形成的《扭转力矩基础顶面】控制点一般指—基础顶面角》点B该点水》平,扭转线?。位移最大表示—为x、y《向两个分量
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: 水《平回转耦合振动【为双自由度体—。系振动第一振型为绕!转心Oф1或Oθ】1网转第二振型为】绕转心Oф2—或,Oθ2回转通过【建立运动微》分方程求得基组水】平回:转耦合振动》第一、第二》振型的固有圆—频率ωnф1—。、ω:nф2或《ωnθ1、》ωnθ?2和基础顶》面控制点B的竖【向、:水平振动位移幅值
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【 值得注意—的是基组存在两【个方:向的水平回转耦【合振动一个是机器】的水平扰力Fvx】向转心Oф1、Oф!2平移和机器竖向扰!力Fv?z,沿x向的偏心组成的!总扰力?矩Mф1、Mф2】激发了基组x向水平!、绕y轴回转的x-!ф向:。耦,合振动第二个—是机:器的同转力矩—Mθ和竖向扰力【Fvz?沿y向的偏心组成的!总扰力矩《Mθ1、Mθ—2激发了基组y【向水平、绕x轴【。回,转的y-θ向耦合】振动这两个方向的】水平回转耦合振动计!。算,公式在形式上完全相!同但是所有的参数包!。括地基参数、—。基组转?动惯量、基》组固:有圆频率《、转动中心至基【组重心的距离等【均需要根《据基组两个》方向尺寸分》。别计算在国》家标准动力机—器基础设计》规范GB 5—。0040-96中对!这两个?方向:的耦合?振动:。计,算公式中的参数定】义,得不够?明,确在本?版中给予了细化【
【 基组的上述四!种振动?。形式都可《能会产生不止—个方向的线位移和】振,动速度在《同组、同谐的扰力】(矩:)作用下四种振【动形:式沿:x,轴、y轴、z轴分别!产生的振动可—沿轴:线直:接叠加?对不同组、不同谐的!扰力:(矩)产生的—振动则应按照—本标准第5.—2.5条《提供的公式取平方和!的平:方根做叠加
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— 在基?组动力计算时—正确确定地基方【案选择地基参—数确定基础尺寸【和埋深是《十分:重要的有时可能要进!行反复试算使基【组振动的固有圆频率!尽量远离《扰频使计算》。位移幅值尽》量减小
! 天然地基】。上基组的振动质量】m可不考《。虑基底土的参振部】分按式(5.2.1!-3)计算而参【振土对振动》的影响?则是按照本标准【第3.?4.11条将计算所!得的振动位移—乘以某一折减—系数来实《现对于?桩基础其振动—质量mp则应—包括桩?和桩间土的》参振质量《按照本标准》第3:章的:。相关公?式计算
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5.2【.,5 基组》顶,面控制点的》。总位:移峰值u取一、【二谐扰力(矩—),作用下的总线位【移的平?方和的平方根此叠】加公:式比:。。各线:位移:分,量绝对值之》和,更接近实际因为各】谐扰力、《各类:扰力均存《在相位差《计算出来《的位移也相应—存在:。相位差且《由于地基《阻尼比不易准确【计算因而计算各【分量:的,矢量:和就很困《难本标准采用—的叠加公《式比较简单又—比较符合实际—
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5.2.6 】工程实践中大型动力!机器基础的底—面积:经常受?到限:制,也常遇到地基承【载,力较低?或容许振《动位移值较苛—刻的:。情况此时采用联合】。基础则是一个—有效的处理方法【本,标准采用《。的联合?基础按刚体进行整体!。计算的办《。法是根据模拟基础】系列试验和实体基】础实测数据结合理】论分析得出的—
— 联合基础】一般只取《2台:~3台机器联—合机:器过多、底板过【长,均,会带来不《利,影响工?程上的?。联合型?。式常用竖向型和水平!并,联型对?于卧式?机器在有条件时(工!艺配管专业配—合)应优先》采用:水平串联型》即沿活塞运》。动方向的联合—可大大提高基础【底面:的抗弯?惯性矩?从而较大提高地基】抗弯刚度以》提高联合基础的【振动固有圆》频,。率和降低《其振幅
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《 本条规定了—联合基础按刚性【整体:计算的条件条—件一是底板的厚度h!d应满足刚度要求】条件二是对扰频【的限制条《。件三是限制底板【厚度hd《与基础总高》度的比值
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, 基础联【合,后可:使,基础主要《振动方向的固有振】。动圆频率有一定【的提高其中》水平串联型提高【较多上?述条件二的限制【原闲是当扰频ω≤】1.3ω'nz或ω!≤1.3ω'n【ф1时基础联合后】的固有频率提高便远!离共振区将》。达到减小振动幅值】的目的;反之若扰频!ω>1.3ω'n】z或ω>1》.,3ω'nф1时基】础联合?后的:固有自频提高—将可能靠近或落入】共振区?并不能减小振动
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