《水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程SL15895》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程SL15895（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 中华人民共和国水利行业标准 SL158-水工建筑物水流脉动压力和流激振动模型试验规程Code for model test on flow pressure fluctuation and flow induced vibration of hydraulic structure（征求意见稿）请将你们发现的有关专利的内容和支持性文件随意见一并返回-发布 -实施-中华人民共和国水利部 发布1前 言根据水利技术标准制修订计划安排，按照SL 12014水利技术标准编写规定，对SL 158-2010水工建筑物水流脉动压力和流激振动模型试验规程进行修订。本规程共10章，主要技术内容包括：一般规定、相似
2、准则、试验设备和量测仪器、模型设计、模型制造与安装、试验方法与观测内容、资料整理与成果分析、流激振动数学模型分析、报告编写等。本次修订的主要内容有：增加了术语、脉动压力传感器选择、水弹性变态模型等内容；对试验设备及试验数据合理性和可靠性分析等进行了修正和补充。本标准为全文推荐。本标准所替代标准的历次版本发布情况为：SL 1582010SL 15895本标准批准部门：中华人民共和国水利部本标准主持机构：水利部水利水电规划设计总院本标准解释单位：水利部水利水电规划设计总院本标准主编单位：中国水利水电科学研究院本标准出版、发行单位：中国水利水电出版社本标准主要起草人：吴一红 张文远 张蕊 王志刚 杨
3、帆 谭水位 章晋雄本标准审查会议技术负责人：本标准体例格式审查人：目 次1 总 则12 术语23 一般规定34 相似准则45 试验设备和量测仪器56 模型设计67 模型制造与安装78 试验方法与观测内容89 流激振动数值模拟910 资料整理与成果分析10标准用词说明11标准历次版本编写者信息12条文说明13261 总 则1.0.1 为了规范水流脉动压力和结构流激振动模型试验研究的方法和技术要求，提高试验研究成果的科学性、准确性和可靠性，特编制本试验规程。1.0.2 本规程的适用范围为水工建筑物水流脉动压力模型试验、流激振动模型试验和数值模拟研究。1.0.3 流激振动可采用模型试验和数学模型计算
4、两种模拟方法。1.0.4 本标准的引用标准主要有以下标准：SL 155 水工（常规）模型试验规程1.0.5 水工建筑物水流脉动压力和流激振动模型试验除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语2.0.1 流激振动 flow-induced vibration由于水流流动诱发的结构振动。2.0.2 水弹性模型 hydro-elastic model除满足结构几何相似以外，同时还满足质量和刚度分布相似的模型。2.0.3 质量变态模型 mass distorted model满足刚度（弹性模量）相似，总体质量相似但质量分布不相似的水弹性模型。2.0.4 刚度变态模型 stiffness
5、 distorted model满足质量分布相似，结构整体刚度相似但局部结构刚度不相似的水弹性模型。2.0.5 流激振动数值模拟 numerical simulation on flow-induced vibration通过数值离散的方法研究流激振动问题。3 一般规定3.1研究大纲3.1.1 根据研究任务和要求，应编制研究大纲，可在研究过程中作必要的修正。3.1.2 研究大纲内容宜包括：项目概况、工程基本资料、研究目的和内容、技术路线及模拟方法、进度计划、预期成果、研究负责人和参加人员等。3.2基本资料3.2.1 应收集工程概况、总体布置、泄水建筑物泄流能力及特征水位等资料。3.2.2 应收
6、集研究范围内的地形资料和相关建筑物布置及体型图等资料。3.2.3 流激振动研究，除收集3.2.1和3.2.2条要求的资料外，还应收集所研究泄水建筑物的材料特性及相关的地质资料。 3.3报告编写3.3.1 模型试验报告宜包括前言、工程概况、试验目的与内容、模型设计与制作、量测方法、模型验证或率定试验、试验结果与分析、结论与建议等内容。3.3.2 数学模型计算报告宜包括：前言、工程概况、计算目的与内容、模型及计算方法、模型验证或率定计算、计算结果与分析、结论与建议等内容。3.3.3 成果提交形式宜包括研究报告、电子文档、录像和照片等。4 相似准则4.0.1水流脉动压力模型，应满足几何相似、水流运动
7、相似和动力相似，遵循佛劳德相似准则。4.0.2水工建筑物流激振动模型试验，除应遵循本规程第4.0.1条相似准则外，同时还应满足结构动力相似，包括结构物的几何条件、物理力学特性、运动条件和边界条件的相似。当结构动力相似条件难以完全满足时，应满足水流和弹性体两者主要参数的相似。另外根据研究问题的特点和要求，在充分论证的情况下，也可采用质量变态模型模拟或刚度变态模型模拟。5 试验设备和量测仪器5.0.1 为保证模型试验过程中模型库水位恒定，水流脉动压力和流激振动模型试验宜利用专用水箱或水槽进行。专用水箱或水槽应符合下列要求： 1 水箱容积和水面积应保证来流稳定和顺畅； 2 有可调节的稳水装置或溢流设
8、施，容许有效水头偏差1%； 3 有调节进水或出水的阀门。5.0.2 试验使用的量测仪器、仪表应符合国家资质认定的有关要求。5.0.3 试验量测前、后应对测试仪器进行率定，且应满足量测仪器技术指标和安装要求。5.0.4 振动测试系统宜由信号采集分析系统、信号放大器和传感器组成。信号放大器包括各种前置放大器、主放大器和滤波器等。信号放大器测量频率范围应覆盖被测信号的有用频率范围，动态范围应能够适应信号的变化范围。各振动量（位移、速度、加速度等）宜分别采用相应的传感器测量，否则应消除可能引起的误差。5.0.5 脉动压力传感器选择应满足下列要求： 1 感应膜直径宜小于6mm； 2 传感器量程、精度和频
9、响范围应满足试验要求，且应适应温度、磁场、湿度及防水等试验环境要求。5.0.6 振动传感器选择应满足下列要求： 1 传感器质量应小于测试对象有效质量的1/10； 2 测试前应对测试对象的频率、可能产生的最大振动位移进行预估，选择合适频响范围及灵敏度的传感器； 3 传感器应适应温度、磁场、湿度以及防水等工作环境要求。6 模型设计6.0.1 水流脉动压力模型的设计应遵循第4.0.1条相似准则。6.0.2 水流脉动压力试验模型设计应根据试验研究要求，并综合考虑建筑物特点、尺寸、水头、流量、试验量测精度和试验室条件等因素，选定适宜的模型类型和比尺。6.0.3 水流脉动压力测点应根据水流流态和研究需要布
10、置。6.0.4 流激振动模型的设计应遵循第4.0.14.0.3条相似准则。6.0.5 流激振动试验模型比尺的确定除应满足6.0.2条的规定外，还应考虑泄水建筑物材料水弹性模拟的可行性。6.0.6 流激振动模型应进行结构物模型材料的物理力学参数验算，主要的物理力学参数应符合相似比尺的要求。6.0.7 流激振动模型除了满足水流边界条件相似外，还应分析结构物边界约束条件对振动影响。周边环境噪声可能对振动测试结果产生较大影响时，对模型应采取必要的隔离措施。6.0.8 在进行动力特性测试之前，应对测试对象结构的振型和频率进行初步分析，为传感器的测点布置和传感器选型提供依据。6.0.9 振动测点的布置应根
11、据观测目的、结构及其振动特点等确定。传感器应安装在能够反映结构整体和主要部位动态响应的位置上。7 模型制造与安装7.0.1 应绘制模型总体布置图、结构物模型详图、测点布置图，并提出模型加工及安装要求。7.0.2 脉动压力传感器应与测压表面齐平且垂直。若测点需用导管引出再接压力传感器，导管宜采用长度小于30cm的刚性管。7.0.3 流激振动的结构物模型应依据6.0.46.0.7条模型设计的要求，选用特殊材料制作。7.0.4 应验算模型结构的强度。7.0.5 模型制造安装完成后，应进行检查、率定与校核，并有完整记录。7.0.6 振动测试传感器安装及测试系统各部件的连接应牢固，并注意防水。8 试验方
12、法与观测内容8.0.1 试验方法如下： 1 水流脉动压力和流激振动试验，应根据试验任务的要求确定试验组次； 2 试验数据的采集应符合采样定理的要求，并根据水流特点选择合适的采样时间间隔和样本容量； 3 脉动压力和结构物振动均属随机过程，宜进行三次以上量测。 4 结构动力特性测试时可采用锤击法。测点布置宜选在振型的拐点、敏感点等处；测点的个数根据测试的振型阶数确定。8.0.2 根据试验要求，可选择以下观测内容： 1 试验工况下脉动压力； 2 结构物模态试验相应参数； 3 试验工况下建筑物流激振动动力响应参数。9 流激振动数值模拟9.0.1 水工建筑物的流激振动问题可采用数学模型结合水流脉动压力测
13、试结果进行研究；必要时应采用流激振动物理模型试验与数学模型相结合的方式进行研究。9.0.2 水工建筑物的模态特性可采用数学模型进行研究。9.0.3 水工建筑物流激振动数学模型与水弹性模型试验成果可以相互验证，互为补充。10 资料整理与成果分析10.0.1 阐述试验数据采集和分析处理的方法。10.0.2 阐述流激振动试验制模材料的选定及其相似性。10.0.3 对水流脉动压力和流激振动的试验观测数据应进行合理性和可靠性分析。10.0.4 试验数据应采用以随机过程理论为基础的随机数据处理方法进行分析处理。10.0.5 水流脉动压力试验数据经分析处理后，对于平稳随机过程，可用脉动压力均方根值（脉动强度
14、）、最大值、最小值、功率谱等特征来描述脉动特性，必要时还需以概率密度和相关函数等特征来描述脉动特性，并绘制相应图表。对非平稳随机过程，则应根据问题的特点采用非平稳随机过程的特征函数进行描述。10.0.6 结构物流激振动试验数据分析处理可遵循10.0.5条的规定。10.0.7 应以各阶振型和频率来描述结构物的自振特性，并绘成相应图表。10.0.8 论述各部位脉动压力特性及对工程的影响。10.0.9 论述水工建筑物模态特性。10.0.10 论述水工建筑物流激振动特性及其对工程安全的影响，并提出改善措施。标准用词说明标准用词严格程度必须很严格，非这样做不可严禁应严格，在正常情况下均应这样做不应、不得宜允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做不宜可有选择，在一定条件下可以
