有限域氣泡振動對精密結(jié)構(gòu)的微擾動分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、通常,流體機(jī)械結(jié)構(gòu)的液體內(nèi)部不可避免地存在微氣泡,氣泡在管道流場中振動時會激發(fā)固壁應(yīng)力波,對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動,從而誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力和變形,進(jìn)而嚴(yán)重影響定位精度和制造精度。隨著定位精度向亞納米發(fā)展,液體中的微氣泡振動對精密運(yùn)動機(jī)構(gòu)定位精度的影響將不能被忽視。由于微管約束下氣泡的振動行為涉及復(fù)雜的氣-液-固三相耦合作用,且固壁結(jié)構(gòu)的不同連接形式也直接影響著應(yīng)力波在結(jié)構(gòu)間的傳遞方式,因此,關(guān)于微管約束下的氣泡振動目前還沒有建立起恰當(dāng)?shù)姆治瞿Ｐ?/p>

2、,也沒有對微管固壁應(yīng)力波的傳播規(guī)律開展深入研究,更沒有提出衰減或抑制這類微擾動傳遞的有效方法。所以,開展精密運(yùn)動機(jī)構(gòu)中微氣泡振動分析、研究氣泡振動所誘導(dǎo)的管壁應(yīng)力波傳播規(guī)律、并尋找有效措施來抑制這類微擾動傳遞,其重要性和緊迫性是不言而喻的。
　　本文研究了雙層管內(nèi)超聲氣泡在超聲波激勵后的耦聯(lián)振動問題,發(fā)展了有效的計算方法,并進(jìn)行了大量的數(shù)值計算。結(jié)果表明:通過改善雙層殼外層結(jié)構(gòu)的材料性能,可以有效降低氣泡的振動幅值,減小管壁的變形

3、程度。另外,結(jié)果也顯示,隨著外層材料性能增強(qiáng),內(nèi)層受到的沖擊力及壁內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力都相應(yīng)增大。另外,為了盡量減少運(yùn)動機(jī)構(gòu)(如水下滑翔機(jī)推進(jìn)泵)中氣泡的產(chǎn)生,本文也對機(jī)構(gòu)導(dǎo)流槽、排水區(qū)噴管流場做了分析和計算,并根據(jù)設(shè)計要求,對導(dǎo)流槽及噴管部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。
　　該研究項目是一個比較典型的氣-液-固非線性耦聯(lián)振動問題。本文針對這一問題,深入開展了有限域氣泡的振動形式和管壁應(yīng)力波的傳播規(guī)律研究,并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)形式設(shè)計,所得到的結(jié)果對從源頭上