考虑剪切影响的直管科氏流量计固液耦合振动分析

基于Hamilton原理,使用有限元法推导了考虑剪切变形的直管科氏流量计的固液耦合振动方程.利用ANSYS有限元软件的Matrix27自定义单元实现了不同约束条件的直管流量计测量管的固有频率及临界流速的分析,并讨论了两种不同液体对管道固有频率的影响.计算结果及分析结论对直管科式流量计的设计与选型具有指导作用.     

用直接法求解半圆形输液曲管的极限流速

根据D.Alembert原理导出了半圆形输液曲管弯曲-扭转-流体耦合问题的自由振动方程。对这类方程解耦而单独求出弯曲、扭转的解析解非常困难,于是介绍了一种近似计算方法--直接法。采用直接法,首先选取满足自然边界条件但不一定满足方程的试函数作为方程的近似解,并使误差在整个空间上加权累积为零,这可解释为广义力在虚位移上所做的虚功之和为零(平衡方程的弱积分)。而后求出了系统固有频率的近似解析公式,同时也得到了极限流速的近似解析公式。通过算例,分析了曲管中流体流速对系统固有频率的影响,得出了更为精确的结果。     

含裂纹石墨管振动研究

利用断裂力学和振动力学理论,借助有限元方法,研究含半椭圆裂纹石墨换热管的振动特性.首先,通过C 编程实现了对环形截面裂纹应力强度因子的积分运算,导出含裂纹梁单元的刚度矩阵,继而用Matlab计算了含裂纹管的振动特性.对列管式换热器的振动监测与诊断研究具有一定的参考意义.     

非线性对Coriolis质量流量测量管振动特性影响的理论研究

以直管式Coriolis质量流量计为例，从理论上研究了非线性对测量管振动特性的影响。建立了考虑非线性的测量管振动方程；用Galerkin法对振动方程进行了离散化处理，将连续体的偏微分方程简化为关于广义坐标的二自由度非线性振动方程；用多尺度法对离散化的振动方程进行定性理论分析，指出了非线性对测量管振动的影响，给出了非线性引起的附加振动成份。所得结论与有关文献给出的实验结果一致，对测量管的设计和输出信号处理具有理论指导意义。     

基于传递矩阵法的压路机振动轴动态特性分析

利用传递矩阵法将压路机的振动轴简化并分段建模,对轴系中各单元的状态进行了数学描述,得到振动轴的传递矩阵方程,以某型号振动压路机的振动轴为例,计算振动轴的固有频率．同时用有限元分析软件ANSYS建立了振动轴的三维模型,进行模态分析,得到振动轴的固有频率和前4阶振型,与传递矩阵方程的计算结果基本吻合．这表明所提出振动轴的传递矩阵模型接近实际情况,对压路机的振动轴的动力学分析有重要的参考价值．     

考虑身管初始挠度的弹炮耦合振动特性分析

为研究火炮发射过程中运动弹丸激励下的身管振动特性,以某型火炮为例,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立考虑身管初始挠度的移动弹丸-弹性身管耦合振动方程,利用模态叠加法对方程进行求解。基于有限元软件Abaqus以及动力学分析软件Adams建立相应考虑初始挠度的刚柔耦合动力学模型,并对数值计算的结果进行验证。在模型的基础上,对弹丸速度和弹丸质量影响炮口振动特性的规律进行分析。结果表明对于在运动弹丸激励下身管振动问题,身管初始挠度对振动分析结果的影响很大,不可忽略。在考虑身管初始挠度的情况下,弹丸速度越大,对弯曲身管的校直作用越明显,炮口振动幅值越大;弹丸速度一定时,弹丸质量越大,炮口振动幅值越大。     

一端固定一端简支输流管道流固耦合振动分析

根据Hamilton原理,建立了一端固定、一端简支输液管道的流固耦合振动控制方程,采用直接解法解出了管道自由振动的固有频率、临界压力和临界流速的表达式。对某采油树管道进行了流固耦合振动计算,分析了流体的流速和压力对管道固有频率的影响,得到了固有频率、临界压力和临界流速与管道长度、流体压力和流速之间的关系曲线。     

带弹性夹层的层板结构的振动特性研究

研究了具有弹性夹层的层板结构的振动特性。导出了双层板—弹性夹层的综合单元刚度矩阵。用这种综合单元刚度矩阵与普通板单元刚度矩阵对立柱结构的振动特性进行了有限元法计算对比。提出的方法与原理为精确分析具有多子结构的复杂机械结构的振动特性提供了有效手段。     

转子质量几何及其在进动式锥兰设计中的应用研究

在流体工程机械设计中,转子的质量、重心位置及转动惯量的计算,对于强度计算及振动分析具有重要意义。本文推导了单元旋成体及中心对称的离散质点系螺栓或孔的质量几何方程。本文给出了三角形和梯形两种单元网格可按实际需要任意选用;使用时只须标出子午面上节点的座标和材料密度,即可由本文的通用程序算出系统的总质量、形心位置、主转动惯量以及惯量比,所以具有较大的通用性和实用性。     

基于LabVIEW的自定义有轨电车制动计算软件设计

为了解决传统制动计算定制化程度低、计算效率低等关键问题,细化低地板有轨电车制动计算,该文利用LabVIEW编写自定义低地板有轨电车制动计算软件。实现自行设计低地板有轨电车的制动计算,其自定义功能包括调整转向架数量、转向架类型、车辆参数、电液制动参数、基础制动装置参数等影响因素。软件具有车辆编组设计,参数自主设置,参数导入导出,制动力、制动缸压力、制动距离、制动时间快速计算,车辆单元制动力配合等设计计算功能。验证结果表明,该软件具有人机交互友好、参数自定义方便、计算结果准确等特点,该制动计算软件能成为设计低地板有轨电车制动系统的有用开发工具。     

基于流体动力学的弯管应力有限元分析

由直管弯制而成的弯管几何形状和结构复杂,在流体作用下受力复杂,准确的应力分析是进行强度计算和弯管设计的重要前提。使用ANSYS流体-固体有限元分析软件,建立了管内流体动力学分析和弯管结构应力三维分析模型,利用两种不同物理环境的转换,得出了弯管在流体不均匀压力作用下的应力分布,讨论了流量、弯管加工缺陷对弯管应力的影响。     

具有可移动弹性支承输流管道的稳定性分析

研究了具有可移动弹性支承的输流管道的稳定性问题。建立了分段表示的运动微分方程以及弹性支承处的连续条件和边界条件,采用有限差分法导出了复特征方程,分析了弹性支承处的弹性常数、支承位置对输流管道振动频率和稳定性的影响,给出了稳定性区域图,指出了发散和颤振区域。     

Transfer matrix modelling for the 3-dimensional vibration analysis of piping system containing fluid flow

For three dimensional vibration analysis of piping system containing fluid flow, a transfer matrix formulation is presented. The fluid velocity and pressure were considered, that coupled to longitudinal and flexural vibrations. Transfer matrices were derived from direct solutions of the differential equations of motion of pipe conveying fluids, and the variations of natural frequency with flow velocities for straight and curved pipes were investigated. The results were confirmed to the corrections of known data. The scheme of this study can be easily applied to the related fields, using small size personal computers with core memory about 200kbytes.     

基于热-结构耦合的干气压缩机出口输气管道应力分析

结合高温高压管道在生产中的重要性,利用大型有限元分析软件ANSYS对输气管道的温度场和应力应变场的变化进行分析研究。采用具备符合高温高压管道受力特点的ANSYS单元,对管道进行热结构耦合的应力分析,掌握了管道在内压恒定、不同温度载荷下的应力分布规律。计算结果表明,当管道温差过大时,外壁所受应力较大,应进行必要的保温措施,从而防止管道泄漏或破裂等恶性事故的发生。     

Vibration and dynamic stability of pipes conveying fluid on elastic foundations

The paper deals with the vibration and dynamic stability of cantilevered pipes conveying fluid on elastic foundations. The relationship between the eigenvalue branches and corresponding unstable modes associated with the flutter of the pipe is thoroughly investigated. Governing equations of motion are derived from the extended Hamilton’s principle, and a numerical scheme using finite element methods is applied to obtain the discretized equations. The critical flow velocity and stability maps of the pipe are obtained for various elastic foundation para-meters, mass ratios of the pipe, and structural damping coefficients. Especially critical mass ratios, at which the transference of the eigenvalue branches related to flutter takes place, are precisely determined. Finally, the flutter configuration of the pipe at the critical flow velocities is drawn graphically at every twelfth period to define the order of the quasi-mode of flutter configuration.     

大型精密镜架地面随机微振动响应分析

针对激光惯性约束核聚变的大型精密镜架在环境地面随机微振动下的稳定性问题,建立了精密镜架的有限元动力分析模型。以镜架支撑安装基面上实测的地面振动速度功率谱密度为激励,运用ANSYS有限元分析软件的PSD分析模块,对该结构系统的随机振动响应进行了分析计算。分析表明:分析计算结果与实验数据吻合,目前的镜架支撑安装地面振动满足镜架稳定性要求。     

面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法及系统开发

为有效地提高船舶轴系设计效率,提出面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法。采用面向对象技术建立船舶轴系结构类层次模型,利用有限元参数化建模语言实现了轴系结构对象向有限元模型的自动转换,构建了面向对象的船舶轴系振动计算系统。     

冲击气流作用下放空管道流固耦合动力学分析

为了解决某装气站放空管线排气放空时引起的管路振动问题,建立流固耦合三维动力有限元模型,采用瞬态时间历程分析方法对放空管道进行冲击气流下管道动力响应仿真分析。其中管道内流体分别选择氮气和液化气,建立现有管道流固耦合三维动力有限元模型;进行2种流体介质下管道结构动力响应对比。通过研究管道在冲击气流作用下的振动机理和振动特性,从管道结构入手提出了该放空管道振动控制的措施,给出了减振方案。建立减振方案中管道的流固耦合动力有限元模型,进行仿真分析并与原方案计算结果进行了对比,发现管道系统的振动得到大幅度的降低,验证了所提出的减振方案可以对管道振动进行合理有效的控制,确保了管道振动幅度在安全裕度内。     

空调管路系统的振动分析

针对空调管路的振动问题,以某空调管路为研究对象,建立了该空调管路的有限元计算模型,并基于振动结构模态分析理论分析了该管路的振动模态特性。以模态分析结果为依据,研究了管路壁厚及阻尼配重对管路振动模态的影响,提出空调管路结构设计的建议,从而避免管路因振动而产生破裂,导致制冷剂泄露的事故。     

基于VB的ANSYS二次开发在起重机设计中的应用

首先介绍ANSYS二次开发技术,然后提出用VB6.0对ANSYS进行封装,编写APDL命令流,调用ANSYS计算程序,提取计算结果并进行相应判断的二次开发方法,最后成功开发出起重机轮叉有限元分析程序。