机械自动振打除灰设备因有效解决了煤气化炉积灰、结渣问题而得到了广泛的推广和应用。深入揭示机械振打除灰机理,全面探讨振打设备的布局和振打力对结构响应的影响有利于该技术的进一步发展。本文以气化炉水冷壁及其内部声场为研究对象,通过有限单元法,分析了气化炉水冷壁结构、内部刚性壁声场的固有模态;考虑到内部声场对水冷壁结构固有模态的影响,进一步分析了声固耦合系统的固有模态。对最大振型部位进行了谐响应分析,获得了耦合系统的共振频率。分析结果表明:为激起最大的结构振动和内部声压,应在1/2高度均匀安装八个机械振打器,且45°、135°、225°、315°方向和0°、90°、180°、270°方向的激振时间差为0.037(2n-1)/2(n=1,2,3…)秒;在1/4和3/4高度上分别均匀安装六个机械振打器,且30°、150°、270°和90°、210°、330°方向及上下层激振时间差为0.037(2n-1)/2(n=1,2,3…)秒。依据傅立叶信号分析基础,分析了周期三角激振信号和三角冲击激振信号的频域函数,并结合模态分析的结果,讨论得出周期三角激振信号的最佳激振频率为27 Hz,即三角函数的周期为T=0.37s;为进一步探讨机械振打器的冲击力对结构响应的影响,实验测出了其工作时的冲击力。利用ANSYS DYNA分析了声固耦合系统在冲击作用下的响应,采用相应的关键字修改K文件后,模拟出耦合系统的结构振动和声压响应历程;分析了位移、速度、加速度沿周向和轴向的分布,结果表明在1/2高度施加冲击载荷时,位移、速度、加速度沿轴向单调变化;而位移、速度、加速度沿周向出现二次峰值;在1/4或3/4高度处施加冲击作用后,位移、速度沿轴向单调变化,加速度出现二次峰值;而位移、速度、加速度沿周向出现二次或多次峰值。进一步分析了不同冲击时间、部位对结构、声压响应的影响,结果表明最佳冲击时间为0.08s。