載流管線性及非線性振動特性研究.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，其振動問題因涉及到流固耦合而備受關(guān)注，成為研究的熱點。本文運(yùn)用動柔度法及增量平衡諧波法對載流管的振動特性進(jìn)行研究，其中線性振動部分主要針對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)，非線性振動部分則主要涉及到管路振動機(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)了管路振動的微分方程，在此基礎(chǔ)上簡單介紹了動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)用動柔度法對載流管包括直管、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特性并與實驗進(jìn)行了對比，驗證了公式推導(dǎo)的正確性，另外討論了加入彈性邊界條件后管路振動情況，給出了中間彈性支承下三跨載流直管的計算結(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特性，并對結(jié)果進(jìn)行了分析，討論了彈性支承剛度對管路模態(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。上述計算表明動柔度法適合處理各種支撐邊界條件下的復(fù)雜管路振動特性計算，特別是針對彈性支承有其獨有的方便之處。
　　最后，應(yīng)用增量平衡諧波法分別研究了兩端簡支及懸臂載流直管路的非線性振動問題。采用前文介紹的非線性振動模型并進(jìn)行 Galerkin離散成兩項諧波項，分別計算了流速、質(zhì)量比、非線性約束剛度及質(zhì)量點等對系統(tǒng)振動幅頻特性曲線影響，得到了規(guī)律性的結(jié)論，發(fā)現(xiàn)了振動中的