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研究生: 葉佳德
Yeh, Jia-De
論文名稱: 輸水管線之洩壓旁通管結構模態之研究
Modal Testing for the Bypass Drain of a Water Transportation Pipe
指導教授: 趙儒民
Chao, Ru-Min
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 系統及船舶機電工程學系
Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 116
中文關鍵詞: 旁通洩壓水管模態測試
外文關鍵詞: Bypass Drain, Modal Testing
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  • 本研究之目的乃利用一套多頻道之振動量測分析系統,來探討輸水站之旁通洩壓管增加鎖緊支撐在引水初步放流之振動改善情況。本研究利用模態測試法來完成,用敲擊試驗以加速度計量測洩壓旁通管的頻率響應。再以振動實驗軟體(Me’scope)得到旁通管之空管在自由振動情況下所對應的振態(mode shape)。
    本研究亦藉由放流實驗分析所得之結果與此旁通洩壓管路之模態分析結果作比較。最後根據所有實驗上所得到的數據分析,可以初步評估該旁通管在即將放流時的安全性範圍。未來研究亦可用量測實驗所得到的結果及各項參數,來修正有限元素(FEM)模型在各條件狀況下參數的模擬。此種量測以及分析技術的建立,最後可以應用於振動監測系統開發的基礎上

    The purpose of this thesis is to study the improvement for adding additional supports on the bypass drain after the valve by using a multi-channels measuring system for vibration analysis during the initial opening of the valve. The research is performed by modal testing, in which the accelerations of the vibrating system are obtained from hammer testing and the measuring frequency responses. Furthermore we use the vibration analysis software to get mode shapes and resonance frequencies.

    The results obtained from experiments on the transportation pipe with flowing water are compared with the modal testing ones. Studying all the experimental data and the theoretical analysis results, we could make a preliminary safety estimation for the operational conditions. Based on the experiment results we can obtain the correct parameters for the FEM model and the correct solutions of the problems. The technique developed in this thesis can be the bases of building monitor system for the vibration measurements.

    摘要 I 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VIII 圖目錄 X 第一章 緒論 1 1.1研究動機與目的 1 1.2文獻回顧 5 1.3研究方法 6 1.4本文架構 7 第二章 振態分析理論 9 2.1前言 9 2.1.1實驗模態分析 9 2.1.2數值模態分析 10 2.2實驗模態之原理 10 2.2.1實驗模態基本假設 10 2.2.2振動學理論 11 2.3曲線嵌合法 20 2.3.1自然頻率求法 20 2.3.2阻尼比求法 23 2.3.3模態求法 25 2.4模態測試與模擬之比較 25 2.4.1模擬分析不確定因素 26 2.4.2實驗分析不確定因素 27 第三章 量測儀器設備以及實驗模擬驗證 29 3.1實驗儀器及架構 29 3.1.1硬體設備 29 3.1.2結構系統之架設 30 3.1.3加速規之安裝 31 3.2模態實驗步驟 32 3.3懸臂樑之模態實驗 34 3.3.1實驗結果 35 3.3.2 ANSYS WORKBENCH模態模擬分析 37 3.3.3模擬與實驗結果比較 39 3.4平板之模態實驗 41 3.4.1板子基本假設 41 3.4.2實驗系統之架設 42 3.4.3實驗結果 43 3.4.4 ANSYS WORKBENCH模態模擬分析 45 3.4.5模擬與實驗結果比較 47 3.5圓管之模態實驗 50 3.5.1薄殼基本假設 50 3.5.2實驗系統之架設 50 3.5.3實驗結果 52 3.5.4 ANSYS WORKBENCH模態模擬分析 54 3.5.5模擬與實驗結果比較 56 第四章 洩壓旁通管之模態實驗 61 4.1模態實驗之儀器及程序 61 4.1.1硬體設備 61 4.1.2結構系統之量測規劃 62 4.2模態量測結果 65 4.2.1在支撐鬆開條件下之量測結果 65 4.2.2支撐鬆開條件下之模態圖形 69 4.2.3支撐鎖緊條件下之量測 73 4.2.4支撐鎖緊條件下之模態圖形 76 4.3模態實驗討論 81 第五章 放流量測實驗 83 5.1放流實驗之儀器及程序 83 5.1.1硬體設備 83 5.1.2實驗量測規劃 83 5.1.3實驗訊號處理與結果 85 5.2實驗結果討論 106 第六章 結論與未來展望 109 6.1結論 109 6.2未來展望 110 參考文獻 112 附錄 114 附錄A 114 附錄B 115

    1. P. Avitabile, “ Experimental Modal Analysis,” Sound and Vibration, January

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    2108-02-15公開
    電子論文及紙本論文均尚未授權公開
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