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基于MSC.MARC的某泵站结构有限元动力分析
刘翔1张颖2
（1、江西省水利规划设计院，江西南昌3300292、江西水利职业学院，江西南品330013）
摘要：泵站结构的动力分析对评价泵站安全性态具有重要意义。阐述了泵站结构动力分析的基本原理，并借动Hypemesh建立其有限元模型，利用MSC.MARC的动力分析功能，结合实测振动激励，计算并分析了结构稳定运行工况下主要部位的应力与变形响应，对结构的安全性态进行了评价，
关键词：泵站结构；有限元动力分析；安全性态；应力响应；变形响应 1概述
泵站结构有限元动力分析是评价泵站运行性能的重要手段1-。本文采用了通用有限元软件MSC.MARC.该软件可以进行各种复杂水工结构的线性、非线性静力计算、动力计算和稳定计算以及各种施工过程的全仿真分析围。针对某泵站，先利用AuoCAD构建其结构的几何模型，然后导入Hvpermesh建立有限元模型，在MSC
MARC中，考虑实测振动激励，计算并分析该泵站在稳定运行工况下，结构主要部位应力与变形动力响应，实现对该案站的工作性态和结构安全性态的动力分析评价。
2有限元动力分析基本原理
对于满足叠加原理的单自由度线性系统}，如果其动态特性(阻尼、刚度、质量)不随时间变化，则其运动规律可以由一个一阶常系数微分方程来描述：
mj(t) +ci(t)+ky(t) = p(t)
(1)
其中m为系统质量e为阻尼系数；k为劲度系数：v为自由度在时刻t时的位移：p()为激振力：(0)、(t)分别表示速度和加速度
该方程可以直接向多自由度线性系统推广，得到一组二阶常系数微分方程组，其矩阵形式为：
[MY+[CY+[KY=P
(2)
其中[M]、[C]、[K]分别为多自由度系统的质量矩阵、阻尼矩阵以及劲度矩阵；(，()，(Y)分别表示系统自由度的加速度向量、速度向量和位移向量：(P)为荷载列阵：[M中第行第:列元素m的含义为当第；个自由度获得单位加速度时，在第：个自由度处所产生的惯性力;[C]、[K]中元素的含义可以依此类推。
3分析模型的建立
根据结构特性及分析的要求，计算模型对加固后的泵房混避土结构进行了精确的模拟，电机、水泵等金属设备作为荷载考虑。有限元模型计算坐标系定义如下：X轴正向为从上游指向下游方向：Y 轴正向为竖直向上；Z轴正向为从1#机组指向4#机组方向。有限
SX
图1泵房结构有限元模型
图2水泵机墩振动加速度时程图4第一主应力最大值(MPa)
图3电机机嫩振动加速度时程图5第三主应力最小值(MPa)
图6Y向振幅最大值(mm)
图7支承梁第一主应力最大值(MPa) 图8游承梁第三主应力最小值(MPa)
图9支承梁Y向振幅最大值(mm)
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