理论教育 核电厂设施抗震分析及应用常用术语:常规振动与反应谱

核电厂设施抗震分析及应用常用术语:常规振动与反应谱

时间:2023-09-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:常规振动的术语振动 与某个坐标系统有关的量,围绕某平均值或基准值从大变小,又从小变大,如此交变重复变化。地震分析或试验中的常用术语宽带反应谱 描述在宽的频率范围内所产生放大反应运动的反应谱。要求反应谱 由用户或其代理人给出作为鉴定技术所要求的一部分或人工生成覆盖将来应用条件的反应谱,要求反应谱构成了设备所要满足的抗震要求。

核电厂设施抗震分析及应用常用术语:常规振动与反应谱

常规振动的术语

振动(oscillation,vibration) 与某个坐标系统有关的量,围绕某平均值或基准值从大变小,又从小变大,如此交变重复变化。

反应(response) 振动系统的输出量。

传递函数(transfer function) 系统的输出与输入之间的数学关系表达式。

振幅(amplitude) 正弦量或其他时程曲线上的最大值。

频率(frequency) 单位时间的循环次数。

圆频率(circular frequency) 频率的2π倍。

周期(period) 频率的倒数。

功率谱(power spectrum) 将时间或空间变化量的均方值表示为随频率成分的分布函数。

振动模态(mode of vibration) 振动系统上各点以特定的频率做简谐振动(线性系统而言)时,表示波节和波腹的振动形态或其相当的衰减振动形态。

固有模态(natural of vibration) 自由振动系统的振动模态。

基本固有模态(fundamental natural of vibration) 具有最低固有频率的模态。

振型(mode shape) 振动系统里中性面(或中心轴)上的点偏离平均值位置所给出的形状。

正则模态(normal mode) 无阻尼振动系统的固有模态。

共振(resonance) 在做强迫振动的系统中,当激振频率从任一方向稍微变化,其反应就减小所对应的振动状态或现象。

共振频率(resonance frequency) 共振时的频率,注意与用位移、速度或加速度测量反应所得到的共振频率有一定的差别。

无阻尼固有频率(undamped natural frequency) 仅由振动系统的惯性力和弹性力所引起的自由振动频率值。

有阻尼固有频率(damped natural frequency) 有阻尼条件下线性系统的自由振动频率值。

阻尼(damping) 振动系统中的一个元素或某一部分分量,对运动产生阻尼力,从而耗散系统的能量。

黏性阻尼(viscous damping) 振动系统中的元素或其一部分,其大小与元素的速度成正比,是与阻尼力方向相反而产生的能量耗散。

阻尼比(damping ratio) 实际的阻尼系数与临界阻尼系数之比,可表示为临界阻尼的百分比

自由振动(free vibration) 去除激励之后所引起的振动。

强迫振动(forced vibration) 由周期性激励或随机性激励时所产生的稳态振动。

稳态振动(steady vibration) 持续的周期性或随机振动。

瞬态振动(transient vibration) 相对于稳态振动而言的非稳态振动。

地震分析或试验中的常用术语

宽带反应谱(broadband response spectrum) 描述在宽的频率范围内所产生放大反应运动的反应谱。

相干函数(coherence function) 规定了两个时程之间的比较关系,也给出了两个运动的相关程度的一个统计量,为频率的函数,其数值范围从不相关的零值到全相关的1.0值。

相关系数函数(correlation coefficient function) 规定了两个时程直接的比较关系,也给出了两个运动的相关程度的一个统计量,为相关时间的函数,其数值范围从不相关的零值到全相关的1.0值。

截止频率(cutoff frequency) 零周期加速度渐近线为起始反应谱所对应的频率值,当超出该频率值时,单自由度振子的运动将不再被放大,表明了所分析波形频率的上限。

阻尼(damping) 一种在共振区域中减少放大量的拓宽振动反应的能量消耗机理。阻尼通常以临界阻尼的百分数来表示,临界阻尼定义为单自由度系统在初始扰动后未经振荡恢复到原始位置的最低黏性阻尼值。

地震经验谱(earthquake experience spectrum) 根据地震经验数据所规定参考设备抗震能力的反应谱。(www.daowen.com)

柔性设备(flexile equipment) 其最低共振频率低于反应谱上截止频率的设备,构筑物和部件。

楼面加速度(floor acceleration) 由已知地震运动产生的特定构筑物的楼面(或设备基础)上的加速度。最大楼面加速度等于楼面反应谱上的零周期加速度(ZPA)。

傅里叶谱(Fourier spectrum) 以时域波形用频率函数所表示的提供幅值和相位信息的一种复变函数。

地面加速度(ground acceleration) 由已知地震运动产生的,最大地面加速度是地面反应谱的零周期加速度(ZPA)。

自振频率(natural frequency) 物体在特定的方向上受到一个变形后释放时,由于本身的物理特性(质量与刚度)使物体发生自由振动的频率。

运行基准地震(operation basis earthquake) 由电厂正常运行寿期内,考虑到地区和当地的地质和地震状况以及当地地层材料的具体特性,能合理预期在厂址会发生的地震。对于该地震所产生的地震动,那些需继续运行而不对公众健康与安全产生过度风险的核电厂设施,要设计得仍能保持其动能。

功率谱密度(power spectral density) 一个波形中每单位频率(Hz)的均方幅值,一般用幅值g2/Hz与加速度波形对应的频率关系曲线来表示。

要求反应谱(required response spectrum) 由用户或其代理人给出作为鉴定技术所要求的一部分或人工生成覆盖将来应用条件的反应谱,要求反应谱构成了设备所要满足的抗震要求。

共振频率(resonant frequency) 在受到强迫振动的系统中反应峰值发生处的频率。该频率下反应相对于激励有一个相位差。

反应谱(response spectrum) 一组单自由度(SDOF)有阻尼振子在受相同基础或支承处有特定的激励情况下,其最大反应与振子固有频率的关系曲线。

刚性设备(right equipment) 最低共振频率大于反应谱上截止频率的设备、构筑物和部件。

安全停堆地震(safe shutdown earthquake) 考虑到地区和当地地质和地震情况以及当地地层材料的具体特性,对可能的最大地震作出评估所确定的一个地震。在安全停堆地震产生的最大地震下,一些SSC要设计成能保持其功能。这些SSC对确保下列要求是必需的:

(1)反应堆冷却剂压力边界的完整性。

(2)使反应堆停堆并维持反应堆在安全停堆状态的能力。

(3)防止或减轻会导致与辐照安全导则和类似的可能引起厂外辐射事件后果的能力。

试验反应谱(test response spectrum) 从地震试验台面运动的实际时程所得到的反应谱。

经验反应谱(test experience spectrum) 规定参考设备类似具备抗震能力的基于试验的反应谱。

传递函数(transfer function) 用来确定常系数线性系统动态特性的一个复频反应函数。对于一个理想系统,传递函数为输出与输入的傅里叶变换之比。

零周期加速度(zero period acceleration) 反应谱高频没有放大部分的加速度水平,该加速度相应于用来导出反应谱时程的最大峰值加速度。

地震等级(magnitude of an earthquake) 地震大小的量度值,并与地震波形式释放的能量有关。通常,地震等级是指里氏(Richter)震级的数值。

地震烈度(intensity of an earthquake) 地震对人、构筑物以及特定场所地表造成影响的量度,烈度用修正的莫式(Mercalli)烈度的数值计算。

设计地面(或楼面)反应谱(design ground response spectrum) 通过分析、计算及统计综合许多单个反应谱(由已有的重大地震记录中获取)经过修正所获得的平滑反应谱。

最大(峰值)地面加速度(对于给定厂址)(maximum(peak)ground acceleration)相应于该厂址设计反应谱中零周期处的加速度值。在零周期处设计反应谱加速度对所有阻尼值都是相同的,并且等于该厂址规定的最大(峰值)地面加速度。

抗震系统(seismic systems) 对于地震产生的载荷要考虑的所有构筑物。

耦合的构筑物和电厂设备(couple structure and plant equipment) 包括这样一些构筑物和电厂设备,由于它们的质量和刚度特性,对应相互间的动态反应有明显的影响,因而在动力分析中应统一加以考虑。

非耦合的构筑物和电厂设备(uncoupled structure and plant equipment) 包括这样一些构筑物和电厂设备,由于它们的质量和刚度特性,对于相互间的动态反应无明显的影响,因而在动力分析中可以分别加以考虑。

正则模态-时程法(normal mode-time history methods) 采用正则模态理论和输入运动的时程。当采用该正则理论模态理论时,最大反应是由特定时刻得到的所有独立模态的组合反应加以确定的。

直接积分-时程法(direct integration-time history methods) 采用对输入运动时程的运动方程逐步数值积分的方法。

等效静力法(equivalent statical methods) 采用一个静力载荷系数,而该系数给出其反应的上限。

刚性范围(rigid range) 描述SSC的一种频率范围,当它们的固有频率大于某数值时,动态反应加速度基本上与激励的加速度相等,即在地震楼面设计反应谱中在33 Hz以上的反应加速度放大系数为1。

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