(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211124560.9 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 北京市科 学技术研究院城市安全与 环境科学研究所 地址 100054 北京市西城区陶然亭路5 5号 (72)发明人 熊志远　赵娜　赵阳　邬玉斌　 (74)专利代理 机构 北京华旭智信知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11583 专利代理师 李丽 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架 设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于隧道轴流风机支撑 及隔振的支架设计方法， 包括： (a)采用双工字钢 悬臂梁作为安装在隧道侧壁上的支撑结构， 用于 支撑隧道轴流风机； (b)获取与轴流风机相关的 参数， 包括质量、 转数、 安装位置以及隔振效率； (c)不计悬臂梁的自重， 根据步骤(2)中的参数， 计算悬臂梁横截面惯性矩Iz； (d)基于隔振效率 以及悬臂梁横截面惯性矩Iz， 利用工字钢型号表 来确定工字钢型号； 以及(e)分析双工字钢悬臂 梁的最大正应力和最大剪应力， 并将最大正应力 与悬臂梁材料的拉伸比例极限、 屈服极限进行比 较， 以确保最大正应力不超 过悬臂梁 材料的拉伸 比例极限、 屈服极限。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115422760 A 2022.12.02 CN 115422760 A 1.一种用于隧道轴流 风机支撑及隔振的支 架设计方法， 其特 征在于， 包括： (a)采用双工 字钢悬臂梁作为 安装在隧道侧壁上的支撑结构， 用于支撑隧道轴流 风机； (b)获取与轴流 风机相关的参数， 包括质量、 转数、 安装位置以及隔振效率； (c)不计悬臂梁的自重， 根据步骤(2)中的参数， 计算悬臂梁横截面惯性矩Iz； (d)基于隔振效率以及悬臂梁横截面惯性矩Iz， 利用工字钢型号表来确 定工字钢型号； 以及 (e)分析双工字钢悬臂梁的最大正应力和最大剪应力， 并将最大正应力与悬臂梁材料 的拉伸比例极限、 屈 服极限进行比较， 以确保最大正应力不超过悬臂梁材料 的拉伸比例极 限、 屈服极限。 2.根据权利要求1所述的用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架设计方法， 其特征在于， 步骤(e)还包括分析双工字钢 悬臂梁最大剪应力， 将最大剪应力与悬臂梁材料的容许剪应 力进行比较， 以确保最大剪应力不超过 悬臂梁材 料的容许剪应力。 3.根据权利要求1所述的用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架设计方法， 其特征在于， 步骤(e)还包括将最大正应力与悬臂梁材料的容许正应力进行比较， 以确保最大正应力不 超过悬臂梁材 料的容许正应力。 4.根据权利要求1所述的用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架设计方法， 其特征在于， 步骤(e)还 包括分析 悬臂梁的受力、 弯 矩以及剪力。 5.根据权利要求1所述的用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架设计方法， 其特征在于， 步骤(c)中， 根据以下公式计算臂梁横截面惯性矩Iz： 其中， I为预定的隔振效率， ω为风机工作频率， ωn为风机‑双工字钢悬臂梁隔振系统的 固有频率， E为钢材料弹性模量， m为风机质量， l为风机作用于悬臂梁上的第一点至隧道壁 的距离， l0为风机作用于悬臂梁上的第二 点至隧道壁的距离 。 6.根据权利要求4所述的用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架设计方法， 其特征在于， 步骤(e)中， 利用下式计算 最大正应力： 其中， σtmax为最大拉应力， σcmax为最大压应力， Mmax为最大弯矩， h为工 字钢横截面高度。 7.根据权利要求4所述的用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架设计方法， 其特征在于， 步骤(e)中， 利用下式计算 最大剪应力 τmax： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115422760 A 2其中， Qmax为最大剪力， S*zmax为半截面静力矩， b为工 字钢腹板厚度。 8.根据权利要求5所述的用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架设计方法， 其特征在于， 步骤(d)中， 还包括利用以下公 式来确定 m'， m'为位于无自重悬臂梁的梁端且与梁自重在 振 动特性上等效的等效质量： 其中， l0为悬臂梁的梁端至隧道壁的距离， 也即悬臂梁上的第二受力点至隧道壁的距 离， ρl为工字钢理论线密度。 9.根据权利要求8所述的用于隧道轴流风机支撑及隔振的支架设计方法， 其特征在于， 风机‑双工字钢悬臂梁隔振系统的固有频率ωn利用下式(6)替代式(2)来计算： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115422760 A 3