實驗台架元件方案設計說明書

一、方案總體說明

2.圖1可看出實驗台架組要由3個主要部件組成：透平過渡模組安裝平台、調高模組、台架。

3個模組主要通過高強度螺栓進行連線，模組比較少安裝十分方便，結構輕便。總重量為：20974kg。

3.圖1中尺寸和各個部件的作用進行相關說明：

（1）透平過渡模組安裝平台直徑設計為4000mm，考慮到透平過渡模組的安裝尺寸和工人維護裝置的方便故台架設計為4000mm。透平過渡模組安裝平台主要由兩塊圓環形鋼板通過板件加強筋焊接在一起。透平過渡模組安裝平台與調高模組通過高強度螺栓進行連線。

（2）調高模組主要起到高度調節的作用。由於廠家需要測試不同型別的貨油幫浦，為了滿足在3060mm~7550mm範圍調節高度的要求，故需要設計乙個高度調節的模組。調高模組主要由圓管焊接而成的桁架結構，此種結構可以在保證強度和剛度的調節下保證結構的輕便。

（3）台架是整個實驗台架的主要受力結構，採用如圖1所示的結構，一方面是為了保證受力滿足要求，另一方面由於底部需要運送透平機、安裝管線。故需要預留足夠的空間。

4.此設計方案還能滿足一種特殊要求。在測試高度要求在3060時，可不需要調高模組直接將透平過渡模組安裝平台與台架連線。如圖2所示：

5.此外，這種設計方案也可以作為一種固定高度的方案。此時只需將台架設計為固定的高度即可。

二、方案可行性分析

1. 對上述方案設計圖進行適當簡化，然後進行有限元分析。簡化後模型如圖3所示：

2.模型簡化後，有利於網格的劃分。劃分網格如圖4所示：

3.劃分網格後新增邊界條件和載荷如圖5所示：

其中，a為實驗台架總的重力；b為施加在臺面上的力（假定為透平機和過渡模組總的重力）；c為透平機產生的力矩；d、e、f、g為四個固定約束，施加在台架立柱的底部。

4.求解，得到總的變形雲圖和應力雲圖。如圖6和圖7所示：

從圖6和圖7可看到實驗台架在上述受力狀況下：最大變形量為0.60573mm，最大應力為33.216mpa。均可滿足使用要求，整個實驗台架具有很好的強度和剛度。

5.動態特性的分析。如圖8所示在圖中新增a、b、c、d 4個固定約束，然後求解得到前10階模態的固有頻率為表1。