实验台架组件方案设计说明书

实验台架组件方案设计说明书一、方案总体说明1.根据厂家提出要求和相关参数进行初步方案的设计，设计图纸如下：2.图1可看出实验台架组要由3个主要部件组成：透平过渡模块安装平台、调高模块、台架。3个模块主要通过高强度螺栓进行连接，模块比较少安装十分方便，结构轻便。总重量为：20974kg。3.图1中尺寸和各个部件的作用进行相关说明：（1）透平过渡模块安装平台直径设计为4000mm，考虑到透平过渡模块的安装尺寸和工人维护设备的方便故台架设计为4000mm。透平过渡模块安装平台主要由两块圆环形钢板通过板件加强筋焊接在一起。透平过渡模块安装平台与调高模块通过高强度螺栓进行连接。（2）调高模块主要起到高度调节的作用。由于厂家需要测试不同类型的货油泵，为了满足在3060mm~7550mm范围调节高度的要求，故需要设计一个高度调节的模块。调高模块主要由圆管焊接而成的桁架结构，此种结构可以在保证强度和刚度的调节下保透平过渡模块安装平台调高模块台架图1证结构的轻便。（3）台架是整个实验台架的主要受力结构，采用如图1所示的结构，一方面是为了保证受力满足要求，另一方面由于底部需要运送透平机、安装管线。故需要预留足够的空间。4.此设计方案还能满足一种特殊要求。在测试高度要求在3060时，可不需要调高模块直接将透平过渡模块安装平台与台架连接。如图2所示：5.此外，这种设计方案也可以作为一种固定高度的方案。此时只需将台架设计为固定的高度即可。二、方案可行性分析1.对上述方案设计图进行适当简化，然后进行有限元分析。简化后模型如图3所示：图22.模型简化后，有利于网格的划分。划分网格如图4所示：图3图43.划分网格后添加边界条件和载荷如图5所示：其中，A为实验台架总的重力；B为施加在台面上的力（假定为透平机和过渡模块总的重力）；C为透平机产生的力矩；D、E、F、G为四个固定约束，施加在台架立柱的底部。4.求解，得到总的变形云图和应力云图。如图6和图7所示：图5图6图7从图6和图7可看到实验台架在上述受力状况下：最大变形量为0.60573mm，最大应力为33.216MPa。均可满足使用要求，整个实验台架具有很好的强度和刚度。5.动态特性的分析。如图8所示在图中添加A、B、C、D4个固定约束，然后求解得到前10阶模态的固有频率为表1。ModeFrequency[HZ]17.462127.718737.7401423.276523.303633.548739.388844.854956.1081056.228表1图7