油罐車液體晃動動力特性研究.pdf

1、充液系統(tǒng)動力學在實際工程結構分析中有廣泛的應用，一直以來都是國際上研究的前沿課題之一。在航天結構中，如液體火箭、飛船、航天飛機、單級入軌充液航天器和空間站等，液體晃動的抑制對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制顯得非常的重要。此外，日常生活中，對船舶貯液箱、油罐車中的液體晃動控制以及儲油罐的防震等的研究，也有著重要的理論意義和工程應用價值。 我國是個貨運列車大國，油罐列車運輸占著重要的地位。油罐列車在運行中，不可避免會出現輕微或激烈的晃動，車輛行駛中

2、的不穩(wěn)定會使罐體與腔內的液體產生強烈地耦合作用，影響行車的安全和可靠性。 本文假設圓柱罐剛性足夠大，不考慮罐體的彈性變形，分析罐車在平直軌道上運行時的橫向穩(wěn)定性?？紤]到罐車橫向運動的特殊性，分別分析罐體做橫擺、側滾以及搖頭運動時，罐體中液體的晃動情況。針對罐體全充滿和半充滿不可壓縮無粘液體的情況，建立罐體做橫向運動時罐內液體的運動方程，并推導出流體力的解析表達式。最后建立考慮液體晃動影響的罐車簡化模型。此外本文對實際罐體模型進行

3、液體橫向晃動試驗，并與有限元計算結果進行對比分析。 本文初步研究了液體晃動對罐車橫向運動的影響，主要包括以下內容： 1、分別分析和建立罐車系統(tǒng)沿平直軌道分別做橫擺、側滾或搖頭運動時，罐內全充滿和半充滿理想液體，箱內液體系統(tǒng)的運動學方程。 2、針對罐體的橫擺運動和搖頭運動，分別建立簡化的罐體-液體耦合運動模型，分析液體和罐體的響應。 3、建立罐車的多自由度模型，考查液體晃動對罐車橫向運動穩(wěn)定性的影響。