具有弹性支承输流管路的流体诱发振动分析

利用微分变换法分析具有弹性支承的悬臂式输流管路的流体诱发振动问题.首先对振动微分方程无量纲化,其次采用微分变换法获得各阶微分的递推关系,进而求解得到不计流速时的前四阶固有频率及振型函数的通用表达式.在此基础上,计算并得到了计及流速时固有频率随流速和弹性系数的变化,同时研究了不同弹性系数及质量比下的临界流速及稳定性.通过对比和分析,证实了微分变换法具有较高的精度和实用性.微分变换法可作为设计管路支承形式的参考.     

中间支承输流管道自由振动的有限元分析

基于Euler梁模型研究中间支承输流管道的动力学特性。首先,利用虚功原理,建立系统动力学有限元方程。然后,分析了支承刚度、流体离心力、预应力等因素对管道振动的影响。结果表明:支承刚度对管道系统动力学特性有重要影响,管路设计时须着重考虑;揭示了流体离心力是造成固有频率随流速增大而降低的根本原因;流体科氏力对各阶固有频率影响较小;预应力对振动的影响不可忽略,尤其是第一阶固有振动。     

粘弹性悬臂输流管道在激励力下的稳态响应分析

以Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了粘弹性输流管道的动力学方程.运用Laplace变换对输流管道的运动微分方程进行求解,得到了输流管道在强迫振动下的Green函数解.研究了系统参数对悬臂输流管道自由端稳态响应的影响.结果表明:激励点位置对一阶共振幅值影响较大;随着粘弹性系数的增加,一阶共振频率会持续降低...     

Euler-Bernoulli海洋立管涡致强迫振动响应研究

针对海洋立管(Pipe-in-pipe,PIP)系统在海水作用下发生的振动问题,开展了对PIP系统在涡致强迫振动下的动力学响应研究,分析了在涡致强迫振动下海洋立管外管直径、轴向拉力、外激力频率对海洋立管位移响应的影响规律。基于Euler-Bernoulli双梁模型,采用Lamb-Oseen涡模型,建立了动力学模型,利用格林函数法求得该强迫振动的稳态响应。结果表明,随着管道直径增加,外激力增加,产生最大力幅值的位置离管道越远;轴向拉力对外部管道的影响较大,对内部管道的影响较小;无因次频率取0.4时,外部管道位移超出允许变形极限,内外管壁发生周期碰撞,易对海洋立管造成损伤。     

粘性流体与输流管道耦合振动的有限元分析

考虑粘性流体在圆管中层流流动,采用Euler梁模型描述细长管道模型。应用虚功原 理推导输流管道系统的流固耦合振动有限元方程,研究了简支和固支两种边界条件下管道系统固 有频率及流体平均速度、流体粘性和预应力对固有频率的影响,分析了粘性的存在对临界速度的 影响。结果表明,粘性的存在使得前三阶固有频率偏低,流体平均速度越大这一趋势越明显;流体 平均速度越大,前三阶固有频率越小;随着预应力的增大,前三阶固有频率增大;粘性的存在使得 临界速度降低。     

差分方程的强迫振动

利用Lebesgue收敛定理和函数构造法证明了非线性差分方程在最终正解、最终负的充要条件,利用该充要条件和比较原理讨论了带有强迫项的非线性方程解的振动性与非线性方程解振动之间的关系,得出了若干新的判别条件。     

附加集中质量矩形板的强迫振动分析

为了对附加质量板的振动响应特性进行分析,在附加集中质量矩形平板振动模态的基础上,结合无附加集中质量板的振动特性,求得了附加集中质量板的振动响应解析解,并分析了附加集中质量对板的振动响应的影响.同时考察了在点、线、面3种不同的激励下,平板强迫振动响应的差异.结果表明:附加集中质量会降低原平板的一阶固有频率,且会适当减小原平板高频时的受迫振动响应量.不同的激励方式对原平板低频的平均加速度级的影响不大,而对板高频强迫振动响应的影响比较明显.点、线、面3种激励载荷产生的受迫振动响应依次降低.     

受约束悬臂输流管振动的最优控制

使用压电片作为控制执行元件,对具有线性弹簧支承和三次非线性运动约束的悬臂输流管道的振动进行了最优控制·考虑压电片通上电流而产生伸缩后对管道施加的控制力矩,推导出了受控输流管系统的运动微分方程,并利用Galerkin方法对其进行了离散化处理·根据可同时使管道振动变形和控制输入能量达到最小的最优控制原则设计出了最优控制器,同时还对管道受控前后的运动响应进行了数值仿真,以验证该控制方案的有效性·通过比较发现,提出的最优控制方案不但能控制输流管的周期运动,而且对该系统的混沌运动也能进行有效控制·     

移动车辆荷载作用下梁桥的强迫振动分析

桥梁在移动车辆荷载作用下的振动分析是工程设计中有待进一步解决的问题之一。采用单自由度弹簧质量模型对梁桥在移动车辆荷载作用下的动力响应问题进行了分析,给出了不同车速情况下的简支梁桥跨中动扰度的时程曲线,并与采用无限自由度模型方法的近似解进行了比较,计算结果几乎一致。文章对直观地了解桥梁与车辆耦合系统的动力特性的基本现象和机理有一定的参考价值。     

弹性支承输流管流固耦联动力稳定性的研究

本文研究了输流管在弹性支承下,输送定常流体和脉动流体时的动力稳定性,建立了输送流体的弹性支承管和内流耦联振动的控制方程.用液流动压力取代内流对于管子的附加质量惯性力,使理论方程计算更加精确.本文采用级数形式解,寻求参数主共振区域和次共振区域,获得了较为满意的计算结果.计算值与实验值吻合较好.通过研究,得到如下结论:平均流速的增大使不稳定区域下移;脉动值增大使不稳定区域加宽;结构阻尼增大推迟不稳定区域的出现.这些结论在设计输流管、热交换器和生产应用中都有重要参考价值.     

增量谐波平衡法用于输液管的非线性振动分析

将增量谐波平衡法推广至分析输液管的非线性振动问题 ,研究了输液管的幅频曲线特性 .数值结果显示输液管由于流体的作用将产生振幅突变这一不稳定现象 ,并给出输液管的周期解 .同时还研究了流速和管液质量比对系统振动特性的影响     

非线性约束粘弹性输液管的动力特性分析

应用增量谐波平衡法分析具有非线性弹性约束的Kelvin Voigt型粘弹性材质输液管的振动问题 ,着重研究了输液管的幅频特性以及流速、粘弹性系数和管液质量比等系统参数对其动力特性的影响 .结果显示输液管的振幅由于液体流速的作用将会产生较大的脉冲峰值     

正交异性输液管的振动与稳定性分析

采用DQM分析正交异性输液管的振动与稳定性问题,研究了材料的各向弹性模量比值、管的细长比、管液质量比和剪切系数对系统稳定性的影响。结果表明,这些参数对输液管的稳定性有较大的影响,使其临界流速降低,其中的一些现象与各向同性输液管有明显不同。     

粘弹性输流管道混沌运动的多模态分析

讨论了两端固支输流管在其基础简谐运动激励下的稳定性及混沌运动·考虑管道变形的非线性因素 ,推导了管道的非线性运动方程 ,运用Melnikov方法确定了管道系统发生混沌运动的激励振幅临界值 ,同时还利用分岔图等数值模拟方法分别对单、双模态下系统的运动形态进行了研究 ,并将不同模态下的结果进行了比较·结果表明 ,高阶模态对单模态位移具有定量的补充 ,但不会改变系统动态行为的基本特性·     

弹性地基上具有初始构型的输液管动力稳定性

解决了研究弹性地基上任意初始构型输液曲管稳定性的难点.在以弧长为参数的自然坐标系中建立了弹性地基上可伸长任意初始构型输液管道力学分析的数学模型,采用微分求积法(DQM)和分块矩阵的方法求解输液曲管的固有频率以及临界流速,研究了弹性地基和初始构型对输液管道动态特性的影响.结果表明,弹性地基将增大输液管道的临界流速,且输液直管初始构型微小的变化将引起其临界流速较大的变化.     

一类输流管道模型的稳定性与分岔分析

研究了一类铰-铰结构输流管道在组合参数共振和内共振下的分岔行为.利用多尺度法得到模态方程、约化方程和特征方程.利用规范型理论,给出了系统在简单零特征根、一对纯虚特征根和一个负特征根情形下的规范型,并详细讨论了系统的分岔解及其稳定性,给出了系统稳定性条件.研究表明,系统存在静态分岔、初始Hopf分岔、第二类Hopf分岔及2维胎面等分岔解,并画出分岔转迁曲线图.     

Kelvin地基上悬臂输流管道的动力特性分析

在弹性地基上弹性输流管道研究的基础上，用改进的有限差分法术解了Kelvin—Voigt模型粘弹性地基上悬臂输流管道的动力特性和稳定性问题。计算结果表明，地基的无量纲松弛时间H、管道与地基的弹性模量比α以及质量比β对管道的动力特性和稳定性有着重要的影响。一般来说，颤振临界流速随表H和α的增大而增大。     

基于ADAMS/Vibration的曲轴受迫振动分析

在对刚柔耦合曲轴系模型建立的基础上,给出了曲轴受迫振动的分析方法,利用Adams/Vibration软件对给定载荷条件下的曲轴扭转振动进行了动态仿真,仿真计算结果表明,在曲轴圆角处的位移和速度有一突变,说明在圆角处易产生变形,与实际相符.