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。     

输流管道在支承激励下的动态特性分析

根据Hamilton原理推导出了两端简支输流管道在支承简谐激励下的控制方程,提出了一种求解该方程的方法-伽辽金-模态法.讨论了阻尼、流速、压力和简支长度对管道前两阶固有频率的影响,并分析了流速和压力对管道最大相对位移的影响情况.通过笔者给出的求解管道失稳临界值的方法,求出了管系的临界流速、临界压力和临界简支长度.结果表...     

纤维增强FGM梁的自由振动和临界屈曲载荷分析

基于经典梁理论（CBT）研究轴向力作用下纤维增强功能梯度材料（FGM）梁的横向自由振动和临界屈曲载荷问题。首先考虑由混合律模型来表征纤维增强FGM梁的材料属性,其次利用Hamilton原理推导轴向力作用下纤维增强FGM梁横向自由振动和临界屈曲载荷的控制微分方程,并应用微分变换法（DTM）对控制微分方程及边界条件进行变换,计算了纤维增强FGM梁在固定-固定（C-C）、固定-简支（C-S）和简支-简支（S-S）3种边界条件下横向自由振动的无量纲固有频率和无量纲临界屈曲载荷。退化为各向同性梁和FGM梁,并与已有文献结果进行对比,验证了本文方法的有效性。最后讨论在不同边界条件下纤维增强FGM梁的刚度比、纤维体积分数和无量纲压载荷对无量纲固有频率的影响以及各参数对无量纲临界屈曲载荷的影响。     

广义边界下含双相流水平井钻柱频率特性分析

钻柱在内流作用和旋转因素的影响下容易产生耦合振动,发生疲劳失效。本文基于微分求积法（DQM）对含双相流水平井钻柱耦合动力学特性进行了研究。利用扩展的Hamilton变分原理建立了计入内流、轴向压力及旋转等因素影响的水平井钻柱动力学方程。在振动问题中考虑了广义边界条件,通过改变边界等效弹簧刚度将模型简化为简支、悬臂等简单边界条件模型进行研究。通过分析旋转角速度、轴向压力、液相流速、气体体积分数等因素对模型频率特性的影响,得到了无量纲固有频率随不同参数变化的特征曲线。分析结果表明：不同边界条件下模型的频率特性曲线有很大的差别;气体体积分数对临界流速的影响在悬臂管系统中表现的更为明显;在简支管模型中,随着轴力的增大会产生模态耦合颤振。此外,通过液相流速和旋转角速度的频率云图展示了两种因素对钻柱频率特性的影响。     

两端固支输流管道流固耦合振动的稳定性分析

根据Hamilton变分原理,建立了两端固支管道流固耦合振动的控制方程,用幂级数近似管道的振型函数,求得了方程的解析解,推导了管道固有频率、临界流速、临界压力的计算方法。最后,应用本文推导的计算方法,对一段典型飞机发动机输油管道进行了计算分析,研究了前两阶固有频率,临界流速、临界压力与流体压力、流速、管道固支长度之间的关系。     

弹性支承输流管道的动力学特性

研究两端弹性支承输流管道横向振动的动力学特性。根据梁模型横向弯曲振动模态函数,由两端弹性支承的边界条件得到其模态函数的一般表达式。根据特征方程具体分析弹性支承刚度、质量比、流体压力和流速、管截面轴向力等主要参数对管道固有特性及失稳临界流速的影响。数值计算结果表明,管道固有频率随弹性支承刚度、管截面轴向拉力的增加而增大,随流体流速、流体压强和管截面轴向压力的增加而下降;静态失稳临界流速则随弹性支承刚度、流体压强、管截面轴向压力的增加而下降,随管截面轴向拉力的增加而上升。     

基于有限元仿真的悬臂梁裂缝损伤对固有频率的影响

为了获得裂缝对悬臂梁固有频率的影响,利用有限元分析软件,对悬臂梁结构进行了自由振动分析,获取了悬臂梁结构在无损伤和具有不同裂缝数量状况下的4阶固有频率,比较了这些固有频率的变化趋势,发现裂缝长度越长,悬臂梁结构的固有频率变化越大,在相同裂缝长度的情况下,裂缝条数越多,悬臂梁结构的固有频率变化越大。可见,有限元分析结果将对具体实验起着指导性作用。     

具有弹性支承输流管路的振动分析

为研究截面内流速不均以及弹性支承对输流管路振动问题的影响,利用伽辽金法对考虑了流动模型修正因子的具有弹性支承的两端固定式输流管路的振动微分方程进行了推导,得到了一般形式下输流管路强迫振动稳态响应的表达式。结果发现:流动形式为层流时管路的固有频率和临界流速均小于理想流动模型(平推流模型)的值;前者的发散临界流速比后者小约13.4%,与理论结果一致;固有频率随弹簧安置位置的增加而呈现振荡的变化,但始终大于无弹性支承时的值。该方法可作为设计支承形式的基础,可以推广用来研究其他类型管路的振动问题,并为设计人员提供精确的计算结果。     

轴向运动Rayleigh梁固有频率的微分求积法

轴向运动梁的振动和稳定性问题是振动力学问题研究的重要内容之一,它有着重要的理论和实际意义。研究了轴向运动Rayleigh梁的固有频率。根据广义哈密顿原理建立轴向运动Rayleigh梁横向振动的控制方程。采用微分求积法数值求解两端简支和两端固支边界条件下轴向运动Rayleigh梁的次临界固有频率。数值例子给出了变化梁的弯曲刚度和支撑刚度情况下第一阶和第二阶固有频率和速度之间的关系曲线。通过曲线间的关系可得到:高阶固有频率比低阶固有频率大,固有频率随着刚度系数的增大而增大,并且随着支撑刚度的增大而增大。     

高速电主轴端部跳动对电主轴横向振动的影响

高速电主轴在跨越临界转速时，特别是一阶临界转速，轴的横向振动挠度受自由端跳动量的影响很大。采用传递矩阵方法，利用集中质量与分布质量2种模型对电主轴的横向振动特性进行分析和计算，讨论了自由端跳动量在临界转速的阶数、支承刚度等因素变化时，对高速电主轴横向振动挠度影响的规律。     

悬臂输送管道流-固耦合动力学系统的直接解法

根据变分原理导出了输送管道(流—固耦合问题)自由振动的变分方程,采用直接解法求出了输送管道自由振动的固有频率和极限流速。     

输液管道压力脉动分析

输液管道的振动主要是由压力脉动过大引起的。介绍了引起管道振动的压力脉动的计算以及液柱固有频率、共振频率和共振管长的计算，分析了激振力产生的原因。     

两端固定输流管道的参数共振实验

将非接触式测振方法引入到输流管道的参数共振问题的实验研究。首先,通过激光测振技术获取了实验管道中部在脉动流激励下的振动信息;其次,通过确定管道振动频谱图中1/2倍频出现和消失时对应的激励频率,并在多组测试结果的基础上拟合出了管道第一振型1/2次谐波参数共振区域,且实验结果与利用平均法计算得到的理论结果定性一致;最后,对实验结果的误差成因进行了较深入地分析。得到如下结论：在一定平均流速下,两端固定管道在适当脉动幅值和脉动频率下可以发生参数共振现象,且参数共振区域的位置与流速关系较大;管道实际发生参数共振的范围要大于理论计算结果,这可能与选用平均法进行理论计算有关。     

球笼式等速万向传动轴设计研究

就球笼式等速万向节工作主参数--滚道截形椭圆、偏心距和滚道弧长和接触应力设计计算进行了较详细的阐述，并从等速万向节的内部结构方面分析研究了整个传动轴的振动问题，通过对传动轴振动模型的简化得出了传动轴的设计临界转速。     

多级降压调节阀流激振动特性分析

分析某管路系统多级降压调节阀的流激振动问题,仿真得到调节阀小开度、中等开度、全开3种工况下压力、速度、漩涡速度云图、压力脉动时域与频域特性曲线及流激振动频率范围.利用热流固耦合模态分析得到调节阀固有频率.将流激振动主频与固有频率相对比,验证调节阀工作可靠性.分析得出:随着开度增大,各级降压效果明显,大涡逐渐形成小涡,且...     

泵源与机体共同激励下液压管路振动特性

车辆液压系统在工作过程中会受到车体振动与泵源液压脉动双重激励的影响,对压力波的传递及管网的振动产生重要影响。针对车辆液压系统泵源激励和车辆机体激励产生的振动进行分析,研究多源激励下管路的振动规律及压力波的传递规律。首先对泵源与机体共同激励下管路振动的计算方法进行了分析,将流体域动力学方程与固体域动力学方程进行组合,建立了流固耦合的总体动力学方程,然后对方程进行离散求解。基于理论推导,采用数值模拟的方法对液压管路的振动进行了分析,研究发现,液压系统在泵源谐波激励下的振动响应表现为宽频域的强迫振动,其谐波频率与泵源流体压力脉动频率保持一致,当泵源产生的压力脉动频率与液压管路的固有频率接近时,会激起管路结构大幅度共振响应。     

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.     

双简谐振动输送机的建模及振动参数分析

对于双简谐振动输送机,建立了物料的单自由度动力学模型,其非线性因素主要在于物料和槽体之间的干摩擦力。关于双简谐激励中6个振动参数对输送过程的影响,通过数值仿真发现:不同的相位差定义使得初相位和相位差对于输送速度的影响不同;高频次振动与低频主振动的幅值比在1/3附近,频率比取2,输送效果最好;输送速度随幅值、频率的增大而增大,只有当抛掷指数大于摩擦因数时才能实现输送,当抛掷指数相同时,低频大振幅的输送效果要好于高频小振幅。     

气固两相管道输送分支流动阻力特性的研究

在水平T型分支管道中用压缩宅气对平均粒径为0．5mm砂石进行了气力输送试验,对气固两相分支管道输送的阻力性能进行了研究。试验结果表明,在发送压力基本保持不变的情况下,当输送气速下降时各分支管的单位长度压差在开始时逐渐减小;但当气速下降到一定程度后,单位长度压差下降趋势减缓,其中局部阻力相对较大的分支管路则开始增大。当分支管流量控制阀开度差值由小变大时,两分支管各自的压差曲线逐渐远离,局部阻力较大的分支管路的临界速度增大。