中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆輻照容器組件流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)

翟偉明，周平，程道喜，蘇喜平，齊曉光，楊兵

(中國(guó)原子能科學(xué)研究院 反應(yīng)堆工程研究設(shè)計(jì)所，北京102413)

摘要：在水力實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上利用DASP-V10振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆結(jié)構(gòu)材料輻照容器組件進(jìn)行流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，得到組件前5階固有振動(dòng)特性(固有頻率、振型)及額定流量工況(0.6 m3/h)和120%額定流量工況下組件的振動(dòng)響應(yīng)及動(dòng)態(tài)應(yīng)變響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)以固有振動(dòng)特性測(cè)量結(jié)果來指導(dǎo)開展組件在運(yùn)行工況下的流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)得到的流致振動(dòng)結(jié)果結(jié)合組件固有振動(dòng)特性從振動(dòng)力學(xué)原理上闡述了輻照容器組件共振現(xiàn)象的產(chǎn)生及其對(duì)組件運(yùn)行的影響。

關(guān)鍵詞：中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆；組件；固有頻率；流致振動(dòng)

中圖分類號(hào)：TL33 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：2015-05-27;修回日期：2015-07-07

作者簡(jiǎn)介：翟偉明(1984—)，男，江蘇泗陽人，助理研究員，碩士，從事反應(yīng)堆熱工水力研究

doi：10.7538/yzk.2015.49.11.1997

Flow-induced Vibration Test on Radiation Vessel Assembly

of China Experimental Fast Reactor

ZHAI Wei-ming, ZHOU Ping, CHENG Dao-xi, SU Xi-ping, QI Xiao-guang, YANG Bing

(ChinaInstituteofAtomicEnergy,P.O.Box275-59,Beijing102413,China)

Abstract:Responses of the radiation vessel assembly of China Experimental Fast Reactor to flow-induced vibration were measured by DASP-V10 vibration system in a thermal-hydraulic test facility. The first five intrinsic frequencies and mode shapes of assembly were obtained by the test. Vibration and dynamic strains responses were obtained during the dynamic tests which were operated in the rated flow of 0.6 m3/h and 120% of the rated flow. The flow-induced vibration test was operated to follow the results of the test measurements for intrinsic vibration characteristics. Results of the two tests give the reason why the resonance vibration occurrs and explain its effect to the assembly based on vibration mechanics.

Key words：China Experimental Fast Reactor; assembly; intrinsic frequency; flow-induced vibration

結(jié)構(gòu)材料輻照容器組件用于各種樣品在堆內(nèi)的輻照實(shí)驗(yàn)，其在運(yùn)行過程中的結(jié)構(gòu)完整性是堆內(nèi)輻照實(shí)驗(yàn)的基本保障。入堆后堆內(nèi)冷卻劑流動(dòng)很可能導(dǎo)致相鄰組件間的相互碰撞，同時(shí)由于冷卻劑的持續(xù)沖擊，組件也可能產(chǎn)生周期性的受迫振動(dòng)，這兩種情況均會(huì)導(dǎo)致組件的破壞，威脅堆芯安全進(jìn)而影響到反應(yīng)堆的正常運(yùn)行。因此，組件的固有振動(dòng)特性測(cè)量及組件在運(yùn)行工況下的流致振動(dòng)響應(yīng)測(cè)量是組件設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵一環(huán)，關(guān)系到組件的設(shè)計(jì)合理性及運(yùn)行可靠性，也為組件入堆提供了數(shù)據(jù)支持。

目前，反應(yīng)堆組件流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)多集中在壓水堆，快堆組件的流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)基本沒有，這是由快堆的特殊性、組件結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行工況的復(fù)雜性決定的。因此，快堆組件的流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法尚屬探索階段。雖然壓水堆組件通過大量的流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)[1-5]，積累了豐富的數(shù)據(jù)，但由于流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)橫跨結(jié)構(gòu)振動(dòng)力學(xué)與流體力學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的特殊性，大部分研究均將組件固有振動(dòng)特性測(cè)量與流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)分開進(jìn)行，很難從振動(dòng)力學(xué)原理上闡述流致振動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。本次實(shí)驗(yàn)采用特殊的實(shí)驗(yàn)方法真實(shí)模擬組件在堆內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行工況，并針對(duì)流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果用振動(dòng)理論解釋輻照容器組件共振現(xiàn)象的產(chǎn)生及其對(duì)組件運(yùn)行的影響。

1實(shí)驗(yàn)對(duì)象

中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆(CEFR)結(jié)構(gòu)材料輻照容器組件模型如圖1所示，主要由操作頭、上過渡頭、六角管、下過渡頭和管腳組成。該實(shí)驗(yàn)?zāi)M件與真實(shí)組件外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)為1∶1幾何相似，且加工工藝及材料與真實(shí)組件相同，確保了組件盒內(nèi)流動(dòng)相似性。

圖1　結(jié)構(gòu)材料輻照容器組件模型 Fig.1　Model of structural material radiation vessel assembly

固有振動(dòng)特性測(cè)量將組件下端頭插在模擬堆內(nèi)的小柵板插槽中，與堆內(nèi)組件實(shí)際固定方式一致。

運(yùn)行工況下的流致振動(dòng)測(cè)量將組件安裝在水力實(shí)驗(yàn)回路實(shí)驗(yàn)段上，下端頭插在模擬堆內(nèi)的小柵板插槽中，上端頭用模擬堆內(nèi)的組件定位突臺(tái)定位，定位突臺(tái)與組件間有0.5 mm的間隙，同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)段前后加裝波紋管，盡可能地隔離和減小機(jī)械泵運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)段振動(dòng)測(cè)量的影響。依據(jù)流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的八大相似準(zhǔn)則，用0.6 m3/h、97 ℃的水模擬堆內(nèi)實(shí)際工況完成實(shí)驗(yàn)。

輻照容器組件的包殼與內(nèi)部構(gòu)件形成一直垂的環(huán)形窄縫，運(yùn)行工況下流體由下向上流經(jīng)窄縫從而激起組件振動(dòng)。由于組件運(yùn)行工況屬于軸向流，因此引起振動(dòng)的原因主要有3個(gè)方面：參數(shù)共振(類似橫向流的漩渦脫落)、湍流抖振及流體彈性不穩(wěn)定性[6]。參數(shù)共振是流體脈動(dòng)頻率與組件固有頻率接近從而產(chǎn)生共振；湍流抖振是由于組件在軸向流中受湍流激發(fā)的振動(dòng)，主要發(fā)生在組件的第1階模態(tài)；流體彈性不穩(wěn)定性是流體以高速流過間隙導(dǎo)致組件失去穩(wěn)定性。組件在堆內(nèi)屬于小流量軸向流工況，因此流致振動(dòng)主要由參數(shù)共振及湍流抖振引起。湍流流動(dòng)是一定頻率范圍的振蕩的總和，只要測(cè)出在結(jié)構(gòu)件表面上各種壓力波動(dòng)的頻譜和頻率組成，就能通過振動(dòng)理論確定結(jié)構(gòu)件的振動(dòng)響應(yīng)[7]。本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)集中在測(cè)量組件固有振動(dòng)特性及運(yùn)行工況下流體的脈動(dòng)特性。

2實(shí)驗(yàn)方法

2.1固有振動(dòng)特性測(cè)量分析方法

采用SISO(單點(diǎn)激勵(lì)單點(diǎn)響應(yīng))錘擊法，在組件套管6個(gè)面劃分的節(jié)點(diǎn)單元上選取1個(gè)不在波節(jié)點(diǎn)的單元粘貼1個(gè)測(cè)振傳感器，用脈沖錘依次對(duì)組件所有節(jié)點(diǎn)單元進(jìn)行敲擊，使之發(fā)生振動(dòng)，通過基本測(cè)量、頻譜分析軟件得到頻響函數(shù)(傳遞函數(shù))，進(jìn)而通過模態(tài)參數(shù)提取模塊得到組件振動(dòng)固有頻率、振型和阻尼比等組件振動(dòng)固有特性。

系統(tǒng)的頻響函數(shù)是系統(tǒng)在零初始條件下響應(yīng)的Fourier變換與激勵(lì)的Fourier變換之比，在頻域上反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。

根據(jù)一般黏性阻尼系統(tǒng)的振動(dòng)復(fù)模態(tài)理論[8]，N自由度阻尼系統(tǒng)的位移頻響函數(shù)矩陣H(ω)具有模態(tài)展開式：

(1)

式中：ω為頻率自變量；φr為第r階復(fù)特征向量，也稱第r階復(fù)模態(tài)；ar為第r階模態(tài)參與因子；λr為第r階復(fù)頻率。

由此可見，在第q個(gè)自由度上激振、第p個(gè)自由度測(cè)振的頻響函數(shù)為：

(2)

(3)

λr=-βr+jωdrβ,ω>0,r=1,…,N

(4)

式中：βr為復(fù)模態(tài)的實(shí)數(shù)值；ωdr為阻尼固有頻率。

2.2流致振動(dòng)測(cè)量分析方法

按照相似理論要求，流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)在滿足幾何相似、動(dòng)力相似和運(yùn)動(dòng)相似的條件下進(jìn)行。此3個(gè)相似具體到以下8個(gè)相似準(zhǔn)則[9]：

1) 幾何相似，應(yīng)盡量保證模型的結(jié)構(gòu)尺寸、流體和固體邊界及結(jié)構(gòu)支承條件與原型相似，即Cl=lm/lp=常數(shù)，式中l(wèi)為幾何長(zhǎng)度；

2) 運(yùn)動(dòng)相似，即運(yùn)動(dòng)速度(流體流動(dòng)速度或結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度)保證不變，即Vm=Vp，式中，Vm為模型流體運(yùn)動(dòng)速度，Vp為原型流體運(yùn)動(dòng)速度；

3) 結(jié)構(gòu)慣性力與流體慣性力之比保持不變，即Cm=(ρs/ρf)m=(ρs/ρf)p，式中，ρs和ρf分別為結(jié)構(gòu)和流體的密度；

4) 流體彈性力與結(jié)構(gòu)彈性力之比不變，即H=(ρfV2l/K)m=(ρfV2l/K)p，式中，K為結(jié)構(gòu)和彈性系數(shù)；

5) 結(jié)構(gòu)阻尼力與流體慣性力之比Δ保持不變，即Δ=(C/ρfV2l)m=(C/ρfV2l)p，式中，C為結(jié)構(gòu)阻力系數(shù)；

6) 流體壓力或脈動(dòng)壓力與流體慣性力之比歐拉(Euler)數(shù)保持不變，即Eu=(ρfV2/Δp)m=(ρfV2/Δp)p，式中，Δp為流動(dòng)脈動(dòng)壓力；

7) 流體慣性力與流體黏性力之比不變，即Re=(DV/υ)m=(DV/υ)p，式中，υ為運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù)；

8) 流體振蕩力與流體慣性力之比不變，即St=(fsl/V)m=(fsl/V)p，式中，fs為流體振蕩頻率。

前兩個(gè)相似準(zhǔn)則(幾何相似和流體速度相等)是流致振動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)最基本的相似要求，本次實(shí)驗(yàn)中，模型1∶1真實(shí)模擬實(shí)際構(gòu)件，流速與實(shí)際流速相等，前兩條相似準(zhǔn)則滿足；對(duì)于第3條相似準(zhǔn)則，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒牧吓c實(shí)際構(gòu)件相同，且97 ℃水的密度略大于堆內(nèi)鈉溫下的鈉密度，該條相似準(zhǔn)則基本得到滿足(反應(yīng)堆在實(shí)際運(yùn)行條件下材料質(zhì)量密度變化不大，但其物理性能較常溫狀態(tài)略有下降，而流體質(zhì)量密度也較97 ℃水的小，在相同流速下，反應(yīng)堆運(yùn)行條件下流動(dòng)的動(dòng)壓力(或激勵(lì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的動(dòng)能)較97 ℃水的小，綜合這兩個(gè)因素，反應(yīng)堆運(yùn)行條件下鈉與97 ℃水的差異對(duì)模型振動(dòng)影響不大)；第4～6條相似準(zhǔn)則取決于流體介質(zhì)、幾何相似比、流動(dòng)速度和環(huán)境狀況，但不是影響流致振動(dòng)的決定性因素，在本次實(shí)驗(yàn)中，這3條相似準(zhǔn)則也都基本得到滿足；第7條雷諾數(shù)準(zhǔn)則，雷諾數(shù)是反映流體慣性力和流體黏性力的綜合參數(shù)，在本次實(shí)驗(yàn)中，雷諾數(shù)保持與實(shí)際工況相同，該條相似準(zhǔn)則得到滿足；第8條流體震蕩力與流體慣性力之比的斯特羅哈數(shù)St是流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要準(zhǔn)則，通常St是Re的函數(shù)，本次實(shí)驗(yàn)雷諾數(shù)與實(shí)際工況相同，該相似準(zhǔn)則是滿足的。綜上所述，本次實(shí)驗(yàn)采用97 ℃水完全可真實(shí)模擬堆內(nèi)實(shí)際流體激振情況。

流體在回路中以穩(wěn)定的流速流動(dòng)，因此可假定流體對(duì)組件的沖擊力f(t)是以T0為周期的周期激勵(lì)[8]，將f(t)展開為Fourier級(jí)數(shù)：

(5)

其中：

(6)

則受迫振動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程為：

(7)

該方程的解由其特解和對(duì)應(yīng)齊次方程的通解相加而成，齊次通解是類似黏性阻尼系統(tǒng)的自由振動(dòng)，其幅值隨時(shí)間的增長(zhǎng)而衰減，最后幅值變得很小，可忽略不計(jì)。特解對(duì)應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)振動(dòng)，是系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后的振動(dòng)響應(yīng)，具有如下形式：

(8)

(9)

(10)

由上述穩(wěn)態(tài)解形式可知，周期力作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)具有以下特性。

1) 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是周期振動(dòng)，其周期等于激振力的周期T0。

2) 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)由激振力的各次諧波分量分別作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)疊加而成。

3) 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中，頻率最靠近固有頻率的諧波最大，在響應(yīng)中占主要成分；頻率遠(yuǎn)離固有頻率的諧波很小，在響應(yīng)中占次要成分。換言之，系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)濾波器，放大了靠近固有頻率的激勵(lì)諧波分量，而抑制了遠(yuǎn)離固有頻率的激勵(lì)諧波分量的響應(yīng)。

對(duì)于流致振動(dòng)，流體的激振力是無法測(cè)量的，只能通過振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)得到振動(dòng)響應(yīng)結(jié)果，而本工作要的恰好是組件在流體沖擊下的振動(dòng)響應(yīng)。

本次實(shí)驗(yàn)將組件放置于實(shí)驗(yàn)回路中，在水溫為(97±1) ℃和不同流量(100%和120%額定流量)條件下，用INV3020系列數(shù)采儀和DASP軟件，實(shí)時(shí)采集粘貼在選定測(cè)量點(diǎn)上的測(cè)振傳感器的振動(dòng)響應(yīng)，得到組件的振幅和振動(dòng)頻率情況及流速對(duì)振動(dòng)的影響，并將結(jié)果與固有頻率比較，看流體激振頻率是否與固有頻率接近。同時(shí)采集粘貼在選定測(cè)點(diǎn)上的應(yīng)變片的動(dòng)態(tài)應(yīng)變，并通過虎克定律轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)應(yīng)力，得到組件測(cè)點(diǎn)處由流致振動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1組件固有振動(dòng)特性測(cè)量結(jié)果

用錘擊法對(duì)組件分別進(jìn)行了空氣及靜水中的模態(tài)實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，得到輻照容器組件前5階的模態(tài)，其模態(tài)參數(shù)列于表1。圖2為組件前5階模態(tài)振型。

表1　組件在空氣及靜水中的固有頻率

圖2　組件前5階模態(tài)振型 Fig.2　The first five mode shapes of assembly

3.2組件流致振動(dòng)測(cè)量結(jié)果

考慮組件正常運(yùn)行時(shí)，流經(jīng)組件的流體流量較低，能引起組件振動(dòng)的流體激振力應(yīng)處于低頻范圍，因此，依據(jù)組件前3階固有振型結(jié)果，選取6個(gè)振幅最大點(diǎn)為流致振動(dòng)測(cè)量點(diǎn)。依據(jù)固有振動(dòng)特性測(cè)量結(jié)果有選擇地布置流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)，可避免盲目布點(diǎn)帶來的組件附加質(zhì)量增加過多的問題。本次實(shí)驗(yàn)選定的測(cè)點(diǎn)號(hào)依次為：2、28、34、60、85及91，選定測(cè)點(diǎn)在組件六角管上的位置示于圖3。

六角管上節(jié)點(diǎn)共102個(gè)，排列順序?yàn)槊總€(gè)面從下到上17個(gè)，6個(gè)面節(jié)點(diǎn)劃分按逆時(shí)針順序布置。6個(gè)面上的節(jié)點(diǎn)號(hào)從下到上為：第1面，1～17；第2面，18～34；第3面，35～51；第4面，52～68；第5面，69～85；第6面，86～102。

流致振動(dòng)測(cè)量結(jié)果列于表2、3。

圖3　組件節(jié)點(diǎn)劃分 Fig.3　 Nodes distributing of assembly

測(cè)點(diǎn)額定流量工況(0.6m3/h)120%額定流量工況振幅最大值/μm振幅均方根/μm振幅最大值/μm振幅均方根/μm243.69.569.317.12840.37.456.013.03467.813.487.720.56050.88.249.312.78570.813.084.719.79129.66.846.810.1

表3　動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量結(jié)果

圖4、5分別為測(cè)點(diǎn)34額定流量工況和120%額定流量工況下的振動(dòng)響應(yīng)及其頻譜圖。圖中[a34D]為測(cè)點(diǎn)的振幅。

3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

由表1模態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，靜水中的固有頻率要略低于空氣中的，這是由于靜水中介質(zhì)阻尼力要比空氣中的大。

由于組件額定工況時(shí)流量較小，流體激勵(lì)應(yīng)是低頻激勵(lì)，因此易激起組件低階固有振動(dòng)。由圖2可看出，組件激起1階振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)幅值最大點(diǎn)在六角管頂端；2階振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)幅值最大點(diǎn)在六角管中部；3階振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)幅值最大點(diǎn)也靠近六角管中部。

圖4　測(cè)點(diǎn)34在額定流量工況下的振動(dòng)時(shí)域圖及頻域圖 Fig.4　Vibration time-domain and frequency-domain plots in rated flow of node 34

圖5　測(cè)點(diǎn)34在120%額定流量工況下的振動(dòng)時(shí)域圖及頻域圖 Fig.5　Vibration time-domain and frequency-domain plots in 120% rated flow of node 34

由圖4、5可看出，無論額定流量工況還是120%額定流量工況，流體激振能量基本集中在10 Hz以下，尤其是2 Hz和6 Hz左右的激振貢獻(xiàn)較大。

由CEFR結(jié)構(gòu)材料輻照容器組件流致振動(dòng)測(cè)量結(jié)果可知，流體激振頻率集中在靜水環(huán)境下1階模態(tài)頻率(3.473 Hz)附近。因此，在流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，組件在流體沖擊力作用下產(chǎn)生了共振，且1階固有振型貢獻(xiàn)最大。由組件1階固有振型可知，選定測(cè)點(diǎn)中靠近頂端測(cè)點(diǎn)34和85的振幅較大，振動(dòng)測(cè)量結(jié)果(表2)也驗(yàn)證了這點(diǎn)。

由表2可知，組件六角管振動(dòng)幅值遠(yuǎn)小于組件間的安裝間隙。因此，流體沖刷引起的組件振動(dòng)不會(huì)影響組件的正常運(yùn)行工作。

由表3可知，組件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的兩種流量工況下的測(cè)點(diǎn)最大應(yīng)力值為1.8 MPa，與材料循環(huán)交變應(yīng)力[10-11]下的許用應(yīng)力96.3 MPa進(jìn)行比較可知，組件所有測(cè)點(diǎn)的流致振動(dòng)最大應(yīng)力均遠(yuǎn)低于材料的循環(huán)交變應(yīng)力下的許用應(yīng)力，因此，組件在額定流量工況及120%額定流量工況下運(yùn)行是可靠的。

綜上所述，由于激起組件共振的流體力絕對(duì)值較小，雖然激起共振現(xiàn)象，但對(duì)組件的入堆運(yùn)行影響不大。

3.4誤差分析

由于本次實(shí)驗(yàn)測(cè)量目標(biāo)為組件六角管的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)和動(dòng)態(tài)應(yīng)變響應(yīng)信號(hào)，測(cè)量結(jié)果的不確定度只包含由儀器誤差引起的B類不確定度。本實(shí)驗(yàn)的誤差主要由加速度傳感器和應(yīng)變片的儀器誤差造成。加速度傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)為u(a)/a=3%，應(yīng)變片的準(zhǔn)確度等級(jí)為u(ε)/ε=3%。

由振動(dòng)位移方程D=Acos(ωt+φ)及振動(dòng)加速度方程a=-Aω2cos(ωt+φ)可知，位移與加速度的關(guān)系為D=-a/ω2，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系為σ=Eε。

由間接測(cè)量量的相對(duì)不確定度合成公式：

可知位移相對(duì)不確定度為：

應(yīng)力相對(duì)不確定度為：

綜上可知，本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差可控制在3%以內(nèi)，滿足實(shí)驗(yàn)精度要求。

4結(jié)論

根據(jù)CEFR結(jié)構(gòu)材料輻照容器組件流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論。

1) 通過固有振動(dòng)特性測(cè)量，得到了CEFR結(jié)構(gòu)材料輻照容器組件前5階的固有振動(dòng)特性，組件在空氣中的1階固有頻率為4.086 Hz，在靜水中為3.473 Hz。

2) 流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，額定流量工況和120%額定流量工況的流體激振能量基本均集中在10 Hz以下的低頻區(qū)，與組件1階模態(tài)頻率(3.473 Hz)比較接近，激起了組件共振，且1階模態(tài)振型貢獻(xiàn)較大，組件六角管頂端振幅相比其他位置要大。

3) 由流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)測(cè)量結(jié)果及動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量結(jié)果可知，雖然組件在運(yùn)行工況下被流體脈動(dòng)力激起共振現(xiàn)象，但由于激振力較小，不會(huì)影響組件的正常運(yùn)行。

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