基于响应曲面模型的圆筒式机墩几何参数优化

作     者：盛健挺 于奎 孙忠园 贾晶玺 梁江晟 孟凡香 SHENG Jian-ting;YU Kui;SUN Zhong-yuan;JIA Jing-xi;LIANG Jiang-sheng;MENG Fan-xiang

作者机构：黑龙江大学水利电力学院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省水利水电勘测设计研究院黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物：《中国农村水利水电》 (China Rural Water and Hydropower)

年 卷 期：2024年第2期

页      面：215-220页

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52109055) 

主　　题：振幅 机墩 响应曲面 信息量权数 优化 

摘      要：水轮发电机组在运行过程中由于水力、机械、电磁等原因不可避免会发生振动,机墩作为水轮发电机组的支承结构,其结构的稳定性至关重要。建立起机墩、蜗壳、尾水管直至地基的整体模型,通过数值模拟可以得到机墩在谐振荷载作用下任意部位的幅值,在此基础上运用统计学方法响应曲面试验方法,以机墩内径、厚度两个参数作为设计变量,结合信息量权数法将机墩在垂向、径向、环向的最大振幅用一个综合目标函数来代替,并以该综合目标函数作为优化目标,由此建立起响应曲面模型,并对机墩模型进行优化。结果表明:优化后的机墩垂直方向的最大振幅减少了17.8%,环向最大振幅减少了4.7%,径向最大振幅减少了1.4%;本工程机墩的内径建议取值范围为1.73D_(1)~1.83D_(1),机墩厚度的建议取值范围为0.50D_(1)~0.63D_(1);响应曲面的优化设计方法可以有效应用于水电站机墩的减振设计中。