Ин таҳқиқот месанҷад, ки оё ларзишҳои даврие, ки агрегатҳои насосӣ дар истгоҳҳои насосии амудии миқёси калон ба вуҷуд меоранд, бо басомадҳои табиии сохтори истгоҳ мувофиқат мекунанд ё не ва хоки пуркунандаи атроф ин рафтори динамикиро чӣ гуна тағйир медиҳад. Муҳаққиқон модели серҷузъиёти сеченакаи унсурҳои ниҳоиро таҳия кардаанд, ки бинои болоии насосӣ, зерсохтори азими бетонии зериобӣ, каналҳои гузариши об, сутунҳо ва плитаҳо ва инчунин хоки пуркунандаи атрофро якҷоя ифода мекунад.

Дар истгоҳи насосии таҳқиқшуда ҳашт насоси амудии ҷараёни омехта мавҷуд аст. Сарфи лоиҳавии ҳар агрегат 13,8 m³/s, баландии напор 17,5 m ва иқтидори умумии насбшудаи иншоот 2,48 × 10⁴ kW мебошад. Суръати номиналии агрегати насосӣ 295 dev/dk аст. Басомади асосии гардиш, ки аз ин суръат ҳисоб шудааст, 4,917 Hz, басомади гузариши парраҳои чархи кории панҷпарра 24,583 Hz ва басомади ҳамтаъсирии ротор–статор байни панҷ парраи чархи корӣ ва ҳашт парраи роҳнамо 196,667 Hz мебошад.

Барои муайян кардани аҳаммияти ҳамтаъсирии хок–сохтор дар модел чор шарти гуногуни сарҳадӣ истифода шудааст. Дар моделҳое, ки хоки пуркунанда дар ларзиш иштирок намекунад, 50 басомади табиии аввал тақрибан дар доираи 6,281–38,383 Hz қарор доранд, аммо вақте хок ба ларзиш дохил карда мешавад, ин доира тақрибан ба 2,779–9,272 Hz поин меравад. Ин тағйироти калон нишон медиҳад, ки таъсири массае, ки хоки нисбатан камсахтии атроф ба система илова мекунад, дар ҳисобкунии басомади табиӣ нодида гирифта намешавад.

Муҳаққиқон ҳамчун варианти аз ҷиҳати физикӣ бештар намоянда Scheme 4-ро интихоб кардаанд, ки дар он хоки пуркунанда ба модел дохил мешавад ва дар сарҳади хок–бетон интиқоли бори нормалӣ иҷозат дода шуда, лағжиши тангенсиалӣ озод гузошта мешавад. Басомади асосии табиии ин модел ҳамагӣ 2,782 Hz аст. Дар модҳои аввал дида мешавад, ки ларзиш махсусан дар минтақаи боми болоӣ бо даҳонаи васеъ ва сахтии нисбатан паст мутамарказ мешавад, дар ҳоле ки сохтори азими бетонии зериобӣ дар модҳои пасттар ҳаракати хеле маҳдудтар дорад.

Барои басомади гардиши 4,917 Hz модҳои аз 4 то 12 ҳадди ҷудошавии басомади %20-ро, ки дар стандарти тарҳ истифода мешавад, қонеъ намекунанд. Дар наздиктарин ҳолатҳо модаи 8 бо 4,855 Hz ва модаи 9 бо 5,002 Hz ба басомади гардиш хеле наздиканд; дар манбаъ таносубҳои ҷудошавӣ мутаносибан %1,267 ва %1,733 ҳисоб шудаанд. Баръакс, пас аз модаи 12 фарқи басомад зуд меафзояд.

Барои басомади гузариши парра 24,583 Hz ҳамаи 50 модаи аввал ҳадди %20-ро қонеъ кардаанд. Азбаски бо афзоиши тартиби мод таносуби ҷудошавии басомад кам мешавад, муҳаққиқон ҳисобро то модаи 400 васеъ кардаанд ва нишон додаанд, ки ҳатто дар модаи 400 ҳам таносуби ҷудошавӣ аз %20 боло мемонад. Аз ин рӯ, дар модели баррасишуда барои басомади гузариши парра дар доираи модҳои 1–400 хатари муҳими резонанси бар код асосёфта муайян нашудааст.

Басомади ҳамтаъсирии ротор–статор 196,667 Hz бошад, аз 50 модаи аввал хеле дур аст. Ҳатто дар модаи 50 таносуби ҷудошавии басомад %95,285 гузориш шудааст. Аммо барои ин ангезиш ҳисоб то модаи 400 мустақиман анҷом дода нашудааст; дар манбаъ бар асоси тамоюли басомад шарҳ дода шудааст, ки расидан ба ҳадди критикӣ дар модҳои баландтар эҳтимоли хеле кам дорад.

Маҳдудияти таҳқиқот муҳим аст: натиҷаҳо ба таҳлили модалии унсурҳои ниҳоӣ ва сканкунии ҷудошавии басомад асос ёфтаанд. Амплитудаи воқеии қувваҳои ангезиш, коэффициентҳои иштироки модалӣ, демпфиронӣ, ҷавоби маҷбурии гармоникӣ ва тақсимоти фазоии бор дар сохтор ба қарори ниҳоии резонанс дохил карда нашудаанд. Илова бар ин, дар ин таҳқиқот санҷиши мустақили таҷрибавии модалӣ дар истгоҳи воқеии насосӣ пешниҳод нашудааст.

Аз нигоҳи Туркия: Арзёбии якҷояи рафтори динамикии таҳкурсии насос ва сохтори истгоҳ дар иншооти бузурги обёрӣ, назорати обхезӣ ва интиқоли об аз ҷиҳати муҳандисӣ барои Туркия низ равиши татбиқшаванда аст. Бо вуҷуди ин, басомади табиии 2,782 Hz, басомади гардиши 4,917 Hz ё минтақаҳои резонанси муайяншудаи таҳқиқоти манбаъро ба истгоҳи дигари насосӣ интиқол додан мумкин нест. Дар татбиқ дар Туркия суръати насос ва шумораи парраҳо, геометрияи сохтор, хусусиятҳои бетон, системаи таҳкурсӣ, хусусиятҳои динамикии хоки маҳаллӣ, демпфиронӣ ва ларзишҳои воқеии корӣ бояд аз нав муайян шаванд; модел беҳтараш бо ченкуниҳои модалии саҳроӣ тасдиқ карда шавад.

Мушкилоти асосии таҳқиқот чист?

Истгоҳҳои насосии амудӣ танҳо сохторҳои бетонии ғайрифаъол нестанд, ки насос ва муҳаррик болои онҳо ҷойгир карда мешаванд. Насос, муҳаррик, вал, чархи корӣ ва ҷараёни об пайваста қувваҳои динамикӣ тавлид мекунанд ва ин қувваҳо аз ҷониби таҳкурсии бетон, бинои болоӣ, плитаҳо ва хоки атроф интиқол меёбанд.

Агар басомади ангезиш ба яке аз басомадҳои табиии сохтор ба қадри кофӣ наздик шавад, ларзиш метавонад афзоиш ёбад. Агар ин ҳолат муддати тӯлонӣ идома ёбад, метавонад ба хастагӣ дар таҳкурсӣ ва сохтори болоӣ, вайрон шудани ҳаммарказии насос–муҳаррик ё сатҳҳои баландтари ларзиш дар ҷузъҳои механикӣ замина фароҳам оварад.

Бо вуҷуди ин, басомади табиии истгоҳи воқеии насосиро танҳо хусусиятҳои сохтори бетонӣ муайян намекунанд. Хусусан зерсохтори азими зериобӣ дар сатҳҳои калон бо хоки пуркунандаи атроф тамос дорад. Иштирок кардан ё накардани хоки пуркунанда дар ларзиш ва он ки сарҳади бетон–хок пурра часпидашуда ё қобили лағжиш қабул карда мешавад, метавонад натиҷаҳои модели унсурҳои ниҳоиро ба таври назаррас тағйир диҳад.

Хусусиятҳои истгоҳи насосии баррасишуда

Таҳқиқот як истгоҳи насосии амудии миқёси калонро дар системаи интиқоли оби Jiangsu баррасӣ мекунад. Дар истгоҳ ҳашт насоси омехтаҷараёни ҷудошаванда ва танзимнашаванда мавҷуд аст.

Ҷараёни насос аз канали вуруд ба чархи корӣ, сипас ба парраҳои роҳнамо ва канали баромад ҳаракат мекунад. Нақшаи буриши таҳқиқот ин роҳи гидравликии насосро дар дохили таҳкурсии блокии амудӣ нишон медиҳад.

Худи насос ба модели унсурҳои ниҳоӣ чӣ гуна дохил карда шудааст?

Агрегати насосӣ бо чархи корӣ, вал, муҳаррик ва ҷузъҳои ёрирасон ҳамчун унсурҳои сахти муфассал моделсозӣ нашудааст. Ба ҷои ин, массаи умумии агрегати насосӣ дар ҷойи мувофиқи насб ҳамчун унсури массаи мутамарказ татбиқ шудааст.

Ин интихоб бо он асоснок шудааст, ки диққати асосии модел на модҳои маҳаллии ларзиши худи насос, балки рафтори глобалии сохтории системаи таҳкурсии насос ва бинои насосӣ мебошад.

Аз ин рӯ, басомадҳои табиии таҳқиқот басомадҳои муфассали модалии ротор ё вал нестанд, балки модҳои глобалии сохтори истгоҳ мебошанд, ки саҳми инерсионии массаи насосро дар бар мегиранд.

Параметрҳои мавод

Модули чандирии хоки пуркунанда нисбат ба бетон хеле паст аст. Таъсири калони хок ба натиҷаҳои басомади табиии таҳқиқот низ бо ҳамин фарқи сахтӣ шарҳ дода мешавад.

Чаро мустақилияти шабака санҷида шуд?

Дар таҳлили модалии унсурҳои ниҳоӣ шабакаи дағал метавонад сохторро аз воқеият сахттар нишон диҳад ва басомадҳои табииро ба таври сунъӣ баланд бардорад. Шабакаи хеле майда бошад, хароҷоти ҳисоббарориро ба таври назаррас зиёд мекунад.

Модел дар муҳити ANSYS Workbench 2022 R2 бо унсурҳои SOLID186 ба шакли тетраэдрӣ шабакабандӣ шудааст. Андозаи глобалии унсурҳо аз 1,2 m то 0,3 m тағйир дода шудааст.

Дар таҳқиқот арзиши Element Quality аз 0,8 болотар ҳамчун сифати хуби шабака қабул шудааст.

Ҳангоми муқоисаи шабакаҳои 0,4 m ва 0,3 m фарқи нисбии басомади табиии ҳадди ақал танҳо 1,63‰ ва фарқи басомади табиии ҳадди аксар 1,75‰ будааст. Дар ҳамин ҳол шумораи унсурҳо аз тақрибан 812 ҳазор то 1,89 миллион зиёд мешавад.

Аз ин рӯ, барои таҳлилҳои минбаъда андозаи глобалии унсури 0,4 m ва шабакаи 812.121 унсур интихоб шудааст.

Чаро чор шарти сарҳадӣ сохта шуданд?

Яке аз муҳимтарин қисмҳои методии таҳқиқот сохтани чор схемаи гуногуни ҳисоббарорӣ барои арзёбии тарзи ба модел дохил кардани хоки пуркунанда мебошад.

Дар Scheme 3 истифодаи bonded contact дар сарҳади бетон–хок тамоми ҳаракати нисбиро пешгирӣ мекунад. Дар Scheme 4 бошад, интерфейс метавонад дар самти нормалӣ фишорро интиқол диҳад, вале ҳаракати тангенсиалӣ озод гузошта мешавад.

Муҳаққиқон бо назардошти он ки хоки пуркунандаи воқеӣ бо девори бетон дар тамоси зич аст, вале метавонад ҳангоми ларзиш ба миқдори муайян лағжиши тангенсиалӣ диҳад, Scheme 4-ро барои таҳлилҳои минбаъда ҳамчун варианти аз ҷиҳати физикӣ бештар намоянда қабул кардаанд.

Илова кардани хок ба модел басомадҳои табииро то чӣ андоза тағйир дод?

Дар Scheme 1 ва Scheme 2, ки хоки пуркунанда хориҷ карда шудааст, басомади асосӣ тақрибан 6,3 Hz мебошад. Вақте хок ба ларзиш дохил карда мешавад, дар Scheme 3 ва Scheme 4 басомади табиии аввал тақрибан ба 2,8 Hz мефарояд.

Муҳаққиқон ин тағйиротро ба он вобаста мекунанд, ки хоки камсахт ба система миқдори назарраси масса илова мекунад, дар ҳоле ки сахтии иловашуда нисбатан маҳдуд мемонад.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки моделсозии истгоҳи насосӣ танҳо ҳамчун сохтори бетонӣ метавонад басомадҳои табииро ба таври назаррас баланд арзёбӣ кунад.

Scheme 4: 10 басомади табиии аввал

Шаклҳои модалӣ ба кадом қисми сохтор ишора мекунанд?

Дар тасвирҳои рангаи деформатсияи даҳ модаи аввал дида мешавад, ки ҳаракати таҳкурсии блокии азими зериобӣ маҳдуд аст, дар ҳоле ки бинои болоии насосӣ деформатсияи назаррастар нишон медиҳад.

Махсусан боми болоӣ аз сабаби даҳонаи васеъ ва сахтии нисбатан паст ҳассостарин минтақа мебошад. Оғоз шудани модаи аввал танҳо дар 2,782 Hz низ нишон медиҳад, ки сохтори болоӣ ба ҳаракатҳои глобалии пастбасомад моил аст.

Манбаъ пайдо шудани ҷойивазкуниҳои модалии нисбатан баланд дар марказ ва канорҳои бомро бо тунук будани деворҳои болоӣ ва танҳо бо сутунҳои corbel маҳдуд шудани онҳо вобаста мекунад.

Се басомади асосии ангезиш чӣ гуна ҳисоб мешаванд?

Суръати номиналии насос:

\[ n=295\;\text{dev/dk} \]

дода шудааст.

1. Басомади гардиш

\[ f_1=\frac{n}{60} =\frac{295}{60} =4.917\;Hz \]

2. Басомади гузариши парра

Азбаски чархи корӣ панҷ парра дорад:

\[ f_2= \frac{nZ_1}{60} = \frac{295\times5}{60} = 24.583\;Hz \]

3. Басомади ҳамтаъсирии ротор–статор

Барои панҷ парраи чархи корӣ ва ҳашт парраи роҳнамо, бо қабул кардани бузургтарин тақсимкунандаи умумӣ \(A=1\):

\[ f_3= \frac{nZ_1Z_2}{60A} = \frac{295\times5\times8}{60} = 196.667\;Hz \]

Назорати резонанси %20 чӣ маъно дорад?

Назорати тарҳии дар таҳқиқот татбиқшуда талаб мекунад, ки фарқи нисбии байни басомади табиии сохтор ва басомади маҷбуркунандаи ангезиш аз %20 зиёд бошад.

Ин сканкунии марҳилаи аввали резонанс аст. Агар басомадҳо аз ҳам ба қадри кофӣ дур бошанд, эҳтимоли резонанс паст ҳисоб мешавад; агар онҳо аз ҳад наздик шаванд, модаи дахлдор ҳамчун минтақаи эҳтимолии резонанс аломатгузорӣ мешавад.

Аммо мувофиқати басомадҳо худ аз худ амплитудаи воқеии ларзишро муайян намекунад. Таҳқиқот низ ошкоро қайд мекунад, ки таъсирҳое чун бузургии қувваи ангезиш, шакли мод, ҷойи татбиқи бор ва иштироки модалӣ дар ин меъёр дохил нестанд.

Дар басомади гардиши 4,917 Hz кадом модҳо критикӣ мебошанд?

Ду басомади табиии наздиктарин модҳои 8 ва 9 мебошанд. Модаи 8 4,855 Hz ва модаи 9 5,002 Hz аст. Ҳар ду ба басомади гардиши 4,917 Hz хеле наздиканд.

Аз ин рӯ, дар сканкунии аввалияи бар код асосёфта модҳои 4–12 ҳадди бехатари ҷудошавии %20-ро қонеъ намекунанд.

Бо вуҷуди ин, муаллифон қайд мекунанд, ки ангезиши механикии гардиш асосан ба номувозинии ротор алоқаманд аст ва онро метавон дар манбаъ бо расмиёти стандартии ба кор даровардан, аз ҷумла мувозинати дақиқ ва ҳаммарказсозӣ, назорат кард. Аз ин рӯ, онҳо эҳтимоли он ки ин минтақаи пасттартиб дар кори муқаррарӣ резонанси назаррасеро ба вуҷуд орад, ки тағйироти сохториро талаб кунад, паст арзёбӣ мекунанд.

Маҳдудияти ин тафсир: Азбаски таҳқиқот барои модҳои 4–12 таҳлили ҷавоби гармоникӣ ё амплитудаи воқеии ченшудаи ларзишро пешниҳод намекунад, хулосаи “резонанс қатъиян ба вуҷуд намеояд” баровардан мумкин нест. Сканкунии кодӣ мавҷудияти наздикии басомадро нишон медиҳад; ҷавоби воқеии сохтории он бояд бо таҳлили алоҳидаи ларзиши маҷбурӣ ё ченкунии саҳроӣ муайян карда шавад.

Чаро барои басомади гузариши парра то модаи 400 рафтанд?

Ҳамаи таносубҳои ҷудошавӣ байни басомади гузариши парра 24,583 Hz ва 50 басомади табиии аввал аз %20 баландтаранд. Аммо каҷи Шакли 10 нишон медиҳад, ки бо афзоиши тартиби мод таносуби ҷудошавӣ пайваста коҳиш меёбад.

Ин тамоюл, вақте танҳо 50 модаи аввал баррасӣ мешаванд, саволеро ба миён меорад, ки оё дар тартибҳои баландтар ҳадд метавонад гузаронда шавад. Аз ин рӯ, муҳаққиқон ҳисоби модалиро аз модаи 51 то модаи 400 васеъ кардаанд.

Дар Шакли 11 таносуби ҷудошавӣ аз модаи 51 тақрибан аз сатҳи %60 мунтазам паст мешавад. Бо вуҷуди ин, ҳатто ҳангоми расидан ба модаи 400 каҷ аз хатти бехатарии %20 боло мемонад.

Аз ин рӯ, таҳқиқот ба хулосае расидааст, ки дар доираи ҳисобшудаи модҳои 1–400 барои басомади гузариши парра 24,583 Hz хатари назарраси резонанси наздикии басомад вуҷуд надорад.

Басомади ротор–статор 196,667 Hz

Басомади ҳамтаъсирии ротор–статор аз 50 басомади табиии сохтории аввал хеле баландтар аст. Аз ин рӯ, таносубҳои ҷудошавии басомад аз %95 боло мебошанд.

Ҳатто дар модаи 50 таносуби ҷудошавии дар манбаъ гузоришшуда:

%95,285

мебошад.

Муаллифон бо арзёбии он ки тамоюл хеле оҳиста коҳиш меёбад ва барои расидан ба сатҳи %20 тартибҳои хеле баланди модалӣ лозим мешаванд, ба хулосае меоянд, ки эҳтимоли резонанс хеле паст аст.

Аммо бар хилофи басомади гузариши парра, барои басомади ҳамтаъсирии ротор–статор сканкунии мустақими модалӣ то модаи 400 пешниҳод нашудааст. Хулоса дар бораи тартибҳои баландтар дар манбаъ арзёбиест, ки ба тамоюл асос ёфтааст.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Сохтори асосии модели унсурҳои ниҳоӣ

Таҳқиқот модели сахти сеченакаи серҷузъиётро истифода мебарад. Бинои болоии насосӣ, плитаҳо дар баландиҳои гуногун, каналҳои зериобӣ, пояҳои миёна ва паҳлуӣ ва инчунин ҳаҷми муайяни хоки атроф ҷузъҳои модел мебошанд.

Дар системаи координатаҳо самти ҷараён X, самти даҳонаи бинои насосӣ Y ва самти амудӣ Z муайян шудааст.

Фарқи калони сахтӣ байни сохтори бетонӣ ва хок сабаби асосии фарқҳои басомади табиӣ дар чор сенарияи шарти сарҳадӣ мебошад.

Натиҷаи мустақилияти шабака

Байни андозаҳои глобалии унсури 0,4 m ва 0,3 m тағйирот ҳам дар басомади табиии ҳадди ақал ва ҳам ҳадди аксар аз сатҳи ду ҳазорак камтар мондааст. Дар ҳамин ҳол шабакаи 0,3 m ба тақрибан 1,89 миллион унсур мерасад.

Аз ин рӯ, муҳаққиқон шабакаи 0,4 m-ро аз ҷиҳати тавозуни дақиқӣ–хароҷоти ҳисоббарорӣ кофӣ донистаанд.

Таъсири иштироки хок

Дар моделҳои бе хок басомади табиии 1 тақрибан 6,3 Hz аст, дар ҳоле ки дар моделҳои бо хок ин арзиш тақрибан ба 2,8 Hz мефарояд.

Барои модаи 50 фарқ боз ҳам назаррастар аст:

• Scheme 1: 36,351 Hz,
• Scheme 2: 38,383 Hz,
• Scheme 3: 9,192 Hz,
• Scheme 4: 9,272 Hz.

Ҳамин тавр, дохил кардан ё накардани хоки пуркунанда ба система на танҳо чанд модаи паст, балки тамоми тақсимоти 50 басомади табиии аввалро ба таври ҷиддӣ тағйир медиҳад.

Таъсири модели тамос

Вақте хок ба ларзиш дохил мешавад, фарқи байни Scheme 3 ва Scheme 4 аз он сар мезанад, ки интерфейси хок–бетон ҳамчун пурра часпида ё ҳамчун иҷозадиҳандаи лағжиши тангенсиалӣ муайян шудааст.

Дар 10 модаи аввал фарқи байни ду модел дар баъзе модҳо то %15 мерасад, дар модҳои 11–25 тақрибан ба %5 ва дар 25 модаи охир тақрибан ба сатҳи %2 поин меравад.

Ин ҳолат нишон медиҳад, ки махсусан модҳои глобалии пасттартиб ба таърифи интерфейс ҳассостаранд.

Чаро боми болоӣ минтақаи критикӣ аст?

Ҳангоми баррасии шаклҳои 10 модаи аввал дида мешавад, ки бузургтарин ҳаракатҳои модалӣ дар бинои болоии насосӣ ва махсусан дар минтақаи бом мутамарказ шудаанд.

Манбаъ инро бо даҳонаи калони бом ва сахтии пасти он вобаста мекунад. Таҳкурсии блокии зериобӣ бошад, аз ҷониби хоки атроф дастгирӣ мешавад ва сохтори азими бетонӣ аст, бинобар ин дар басомадҳои паст ҳаракати маҳдудтар дорад.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки дар тарҳи динамикӣ на танҳо ба таҳкурсии насби насос, балки ба плитаҳо ва сахтии боми бинои болоии насосӣ низ бояд диққат дода шавад.

Хулосаи се назорати резонанс

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Ҳал кардани бинои болоӣ ва сохтори бетонии зериобӣ дар як модели глобалӣ.
• Ба таври ошкор дохил кардани хоки пуркунанда ба модели динамикӣ.
• Муқоисаи ҷудогонаи моделҳои тамоси bonded ва лағжанда дар интерфейси хок–сохтор.
• Гузаронидани санҷиши муфассали мустақилияти шабака аз тақрибан 60 ҳазор то 1,89 миллион унсур.
• Муқоисаи 50 модаи аввал дар чор шарти ҷудогонаи сарҳадӣ.
• Арзёбии се басомади гуногуни ангезиши механикӣ/гидравликӣ дар як чаҳорчӯбаи резонанс.
• Васеъ кардани таҳлил то модаи 400 барои хатари эҳтимолии тартиби баланд дар басомади гузариши парра.
• Муҳокимаи ҷудогонаи маҳдудиятҳои усули ҷудошавии басомад дар дохили таҳқиқот.

Маҳдудиятҳои асосӣ

Тасдиқи таҷрибавии модалӣ вуҷуд надорад. Таҳқиқоти манбаъ басомадҳои табиии унсурҳои ниҳоии ин истгоҳи насосиро мустақиман бо озмоиши модалии воқеии саҳроӣ муқоиса намекунад.

Насос модели муфассали сохторӣ нест. Ба ҷои чандирии маҳаллии насос, муҳаррик, вал ва чархи корӣ массаи мутамарказ истифода шудааст.

Назорати резонанс ба ҷудошавии басомад асос ёфтааст. Амплитуда ва фазаи қувваҳои ангезиш, коэффициентҳои иштироки модалӣ ва тақсимоти фазоии бор дар ҳисоби асосӣ дохил нестанд.

Таҳлили ҷавоби гармоникӣ ё маҷбурӣ пешниҳод нашудааст. Аз ин рӯ, коэффициентҳои воқеии афзоиши ҷойивазкунӣ, шитоб ё таниш дар басомадҳои эҳтимолии резонанс мустақиман ҳисоб нашудаанд.

Таъсири демпфиронӣ дар сканкунии асосии резонанс арзёбӣ нашудааст. Амплитудаи резонанси сохтори воқеӣ ба демпфиронӣ сахт вобаста аст.

Модели хок идеализатсия шудааст. Сохтори қабатии воқеии майдон, рафтори ғайрихаттӣ ва тағйирёбии саҳроӣ ба таври муфассали параметрӣ таҳқиқ нашудаанд.

Сканкунии кодӣ барои ангезиши 4,917 Hz наздикии воқеиро нишон медиҳад. Таносуби ҷудошавии модҳои 4–12 аз %20 паст аст. Арзёбии муаллифон дар бораи идорашаванда будани ин хавф бо мувозинати механикӣ ва ҳаммарказсозӣ ҷойи ченкунии воқеии ҷавоби маҷбуриро намегирад.

Ҳисоби ротор–статор мустақиман танҳо барои 50 модаи аввал нишон дода шудааст. Хавфи паст дар модҳои баландтар на ба маҷмӯи ҷудогонаи 400 модаи дар манбаъ ҳисобшуда, балки ба бузургии фарқи басомад ва тамоюли он асос ёфтааст.

Натиҷае, ки таҳқиқот мегӯяд

Таҳқиқоти манбаъ нишон медиҳад, ки басомадҳои табиии истгоҳи насосии амудии миқёси калони баррасишуда ба хоки пуркунанда ва шартҳои тамоси хок–сохтор ниҳоят ҳассосанд. Нодида гирифтани иштироки хок метавонад боиси ҳисоб шудани басомадҳои табиӣ ба таври ҷиддӣ баланд гардад.

Дар модели Scheme 4 муайян шудааст, ки боми болоӣ минтақаи сохтории аз ҳама ҳассос ба ларзиш аст ва басомади асосии табиӣ 2,782 Hz мебошад.

Дар сканкунии басомади бар код асосёфта ангезиши гардиши 4,917 Hz ба модҳои 4–12 наздикӣ нишон медиҳад, дар ҳоле ки барои басомади гузариши парра 24,583 Hz то модаи 400 аз ҳадди %20 поён нарафтааст. Ҳамтаъсирии ротор–статор 196,667 Hz бошад, аз 50 модаи аввал хеле дур аст.

Натиҷае, ки таҳқиқот намегӯяд

Таҳқиқот исбот намекунад, ки дар истгоҳи насосӣ дар ягон шароити корӣ резонанс ба вуҷуд омада наметавонад. Хусусан модҳои 4–12 барои басомади гардиш меъёри ҷудошавии %20-ро дар сканкунии тарҳӣ қонеъ намекунанд.

Таҳқиқот таҳлили пурраи ҷавоби маҷбурӣ нест, ки амплитудаи ларзиш, умри хастагӣ ё танишҳои максималии динамикии сохторро зери қувваҳои воқеии корӣ ҳисоб кунад.

Илова бар ин, азбаски модели 3D бо озмоиши мустақили модалӣ дар иншооти воқеӣ тасдиқ нашудааст, набояд қабул кард, ки басомадҳои табиии ададӣ бо истгоҳи воқеӣ як ба як мувофиқат мекунанд.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Dynamic Characteristics and Resonance Risk Assessment of a Large-Scale Vertical Pumping Station Structure

Муаллифон ва тартиб: Kexin Kuang; Sen Du; Xuanwen Jia; Bowen Zhang; Longyu Li; Weixuan Jiao.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ баёнияи муаллифи якуми баробар ё саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифони масъул: Sen Du ва Weixuan Jiao.

Муассисаҳо: College of Hydraulic Science and Engineering, Yangzhou University; South-North Water Diversion East Route Intelligent Water (Beijing) Co., Ltd.; Department of Energy and Power Engineering, Tsinghua University; College of Water Resources and Civil Engineering, China Agricultural University; State Key Laboratory of Water Disaster Prevention.

Маҷалла: Machines.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Ҷилд / шумора / мақола: Machines 2026, Ҷилд 14, Шумора 6, Мақола 618.

DOI: 10.3390/machines14060618

Гирифтан / бозбинӣ / қабул / нашр: 16 Апрел 2026 / 25 Май 2026 / 26 Май 2026 / 29 Май 2026.

Навъи манбаъ ва ҳолати ҳакамӣ: Мақолаи таҳқиқотии ҳакамӣ; таҳлили модалии сеченакаи серҷузъиёти унсурҳои ниҳоӣ, ҳамтаъсирии хок–сохтор ва сканкунии хавфи резонанси бар код асосёфта мебошад.

Пайванди расмии нашр:Саҳифаи расмии мақолаи MDPI

Пайванди DOI:https://doi.org/10.3390/machines14060618

Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: State Key Laboratory of Water Disaster Prevention Open Research Fund Program No. 2025492611; Jiangsu Province Young Scientific and Technological Talent Lifting Project JSTJ-2025-234; Yangzhou University Qing Lan Project 137050684; Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD); College Students' Innovative Entrepreneurial Training Plan Program 202511117055.

Дастрасии додаҳо: Гуфта шудааст, ки саҳмҳои аслии таҳқиқот дар дохили мақола ҷой доранд ва саволҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифони масъул равона карда шаванд.

Бархӯрди манфиатҳо / робитаи институтсионалӣ: Ошкор шудааст, ки Sen Du дар South-North Water Diversion East Route Intelligent Water (Beijing) Co., Ltd. кор мекунад. Муаллифони дигар изҳор кардаанд, ки ягон робитаи тиҷоратӣ ё молиявие, ки метавонад ба таҳқиқот таъсир расонад, вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Kexin Kuang: нусхаи аввал, бозбинӣ/таҳрир, таҳлили формалӣ, методология ва маблағгузорӣ; Sen Du: нусхаи аввал ва таҳлили формалӣ; Xuanwen Jia: нармафзор ва таҳлили формалӣ; Bowen Zhang: нармафзор, таҳлили формалӣ ва бозбинӣ/таҳрир; Longyu Li: тасдиқ ва таҳлили формалӣ; Weixuan Jiao: нусхаи аввал, бозбинӣ/таҳрир, таҳлили формалӣ, методология ва маблағгузорӣ.

Доираи мазмуни илмӣ: Параметрҳои насос, хусусиятҳои мавод, шабакаи унсурҳои ниҳоӣ, чор шарти сарҳадӣ, басомадҳои табиӣ, шаклҳои модалӣ, басомадҳои ангезиш ва натиҷаҳои назорати резонанс дар ин тавзеҳи Verianla танҳо ба таҳқиқоти баррасишуда асос ёфтаанд. Манбаи беруна танҳо барои тасдиқи шахсияти библиографии нашр истифода шудааст; аз таҳқиқоти беруна ягон бозёфти нави илмӣ илова нашудааст.

Маҳдудияти асосии методӣ: Таҳқиқот ба модели ададии унсурҳои ниҳоӣ асос ёфтааст ва дар доираи ин таҳқиқот дар истгоҳи воқеии насосӣ тасдиқи мустақили таҷрибавии модалӣ пешниҳод нашудааст. Арзёбии резонанс асосан меъёри ҷудошавии басомад дар стандарти тарҳӣ мебошад; таҳлили муфассали ҷавоби маҷбурӣ, ки бузургии қувваи ангезиш, иштироки модалӣ, демпфиронӣ ва тақсимоти фазоии борро фаро мегирад, ҳамчун мавзӯи таҳқиқоти оянда зикр шудааст.

Маҳдудияти тафсири басомади гардиш: Модҳои 4–12 нисбат ба басомади гардиши 4,917 Hz меъёри ҷудошавии %20-ро қонеъ намекунанд. Муаллифон арзёбӣ мекунанд, ки ин минтақаи пасттартибро метавон бо усулҳои назорати сифати механикӣ, аз қабили мувозинати дақиқ ва ҳаммарказсозӣ идора кард; таҳқиқот амплитудаи воқеии резонанси кориро дар ин модҳо мустақиман чен накардааст.

Доираи назорати тартиби баланд: Назорати резонанс барои басомади гузариши парра 24,583 Hz мустақиман то модаи 400 васеъ карда шудааст ва дар ҳамаи модҳои ҳисобшуда таносуби ҷудошавӣ аз %20 боло мондааст. Барои ҳамтаъсирии ротор–статор 196,667 Hz назорати мустақиме, ки дар манбаъ нишон дода шудааст, 50 модаи аввалро фаро мегирад; арзёбии хавфи паст барои модҳои баландтар ба тамоюли басомад асос ёфтааст.

Ёддошти номи стандарт дар дохили манбаъ: Дар қисми асосии усул ва рӯйхати манбаъҳо ифодаи NB 35011-2016 истифода шудааст, дар ҳоле ки дар параграфи охири бахши натиҷаҳо NB/T 35011-2016 навишта шудааст. Манбаъ барои ин фарқи нишондиҳӣ шарҳ намедиҳад; дар ин ҷо шакли истифодашуда дар қисми асосии усул ва рӯйхати манбаъҳо асос гирифта шудааст.