載流管線性及非線性振動(dòng)特性研究.pdf

1、載流管在船舶與海洋工程、核電及飛機(jī)等現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，其振動(dòng)問題因涉及到流固耦合而備受關(guān)注，成為研究的熱點(diǎn)。本文運(yùn)用動(dòng)柔度法及增量平衡諧波法對(duì)載流管的振動(dòng)特性進(jìn)行研究，其中線性振動(dòng)部分主要針對(duì)工程中較難處理的帶阻尼彈性支撐和復(fù)雜幾何走向管路系統(tǒng)，非線性振動(dòng)部分則主要涉及到管路振動(dòng)機(jī)理方面研究。具體內(nèi)容如下：
　　首先，根據(jù)哈密頓原理推導(dǎo)了管路振動(dòng)的微分方程，在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單介紹了動(dòng)柔度法及增量平衡諧波法，給出了其具體的求解步

2、驟。
　　其次，應(yīng)用動(dòng)柔度法對(duì)載流管包括直管、曲管及三維復(fù)雜管路系統(tǒng)的線性振動(dòng)特性進(jìn)行了研究。載流直管方面給出了不同邊界下載流直管振動(dòng)特性并與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了公式推導(dǎo)的正確性，另外討論了加入彈性邊界條件后管路振動(dòng)情況，給出了中間彈性支承下三跨載流直管的計(jì)算結(jié)果；載流曲管方面，給出了兩端固支及一端固支一端彈性支承下管路振動(dòng)特性，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，討論了彈性支承剛度對(duì)管路模態(tài)的影響；復(fù)雜載流管系統(tǒng)方面研究了一段管路系統(tǒng)的振動(dòng)特

3、性，給出了不同速度下該管路模態(tài)變化情況及幅值頻響函數(shù)的變化規(guī)律。上述計(jì)算表明動(dòng)柔度法適合處理各種支撐邊界條件下的復(fù)雜管路振動(dòng)特性計(jì)算，特別是針對(duì)彈性支承有其獨(dú)有的方便之處。
　　最后，應(yīng)用增量平衡諧波法分別研究了兩端簡(jiǎn)支及懸臂載流直管路的非線性振動(dòng)問題。采用前文介紹的非線性振動(dòng)模型并進(jìn)行 Galerkin離散成兩項(xiàng)諧波項(xiàng)，分別計(jì)算了流速、質(zhì)量比、非線性約束剛度及質(zhì)量點(diǎn)等對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)幅頻特性曲線影響，得到了規(guī)律性的結(jié)論，發(fā)現(xiàn)了振動(dòng)中的