旋轉(zhuǎn)變截面輸流管道的橫向振動(dòng)與穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著工程機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展，輸流管道系統(tǒng)被應(yīng)用在復(fù)雜的柔性多體系統(tǒng)中，并廣泛被用于現(xiàn)代生活以及航天航空、油氣輸送等領(lǐng)域。現(xiàn)有的大量研究多是基于等截面的輸流管道，對于變截面輸流管道的研究很少，因此本文對厚度變化的變截面輸流管道的橫向振動(dòng)和穩(wěn)定性進(jìn)行研究具有很大意義。具體的研究工作有：
　　(1)本文所采用的力學(xué)模型是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的中心輪轂與一個(gè)固結(jié)其上的變截面輸流管道所組成的一個(gè)系統(tǒng)，考慮轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，采用混合坐標(biāo)系并計(jì)入一次近似理論中的

2、變形耦合項(xiàng)；利用Hamilton變分原理以及分部積分推導(dǎo)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)微分方程，對所得方程進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕玫叫D(zhuǎn)變截面輸流管道的橫向振動(dòng)微分方程；然后進(jìn)行無量綱化；最后根據(jù)微分求積法對其進(jìn)行離散化處理，進(jìn)而整理得出系統(tǒng)的廣義復(fù)特征方程。
　　(2)針對所得到的旋轉(zhuǎn)變截面輸流管道的橫向振動(dòng)微分方程，如果忽略管道中流體的影響，則該問題就退化為了對旋轉(zhuǎn)變截面環(huán)形截面梁的研究。首先，對變截面實(shí)心梁進(jìn)行求解計(jì)算，將結(jié)果與文獻(xiàn)中已有值進(jìn)行對比來驗(yàn)

3、證本文的可行性；然后給出了截面錐度、徑長比、細(xì)長比、厚度比以及輪轂無量綱角速度等參數(shù)對系統(tǒng)振動(dòng)特性的影響，得出了截面錐度對系統(tǒng)基頻的影響與其對高階頻率的影響不同，厚度比的增大以及徑長比的增大都會使得系統(tǒng)的固有頻率增大，并且徑長比對無旋梁的固有頻率沒有影響的結(jié)論。
　　(3)考慮管道中流體的影響，設(shè)定流體勻速流動(dòng)，研究分析了旋轉(zhuǎn)變截面輸流管道的振動(dòng)特性。為了驗(yàn)證本文的準(zhǔn)確性，取截面錐度為1退化為等截面輸流管道問題，并將結(jié)果與已有值對