弹性地基上输送振荡流粘弹性管道的动力稳定性

基于线粘弹性理论,建立了弹性地基上输送振荡流粘弹性管道的运动微分方程,采用Galerkin法和解初值问题的Runge-Kutta法对含有周期系数的偏微分方程进行了求解。根据Floquet理论,研究了材料的量纲一延滞时间、量纲一流速以及量纲一刚度比对输送振荡流Kelvin-Voigt粘弹性管道动力不稳定区域的影响,给出了在这些参数变化时,频率比与激励参数平面上管道的动力稳定性区域和不稳定区域。     

一种提高管道临界流速计算效率的方法

使用复模态法和Galerkin模态截断法分别计算了Pasternak地基上两端铰支输流管道的临界流速,并通过与复模态法计算得到的精确解的比较,证明了Galerkin模态截断法对临界流速计算结果具有一定的影响。研究了Pasternak地基剪切刚度和弹簧刚度对截断误差的影响。计算结果表明:地基剪切刚度对管道系统临界流速的影响比弹簧刚度要大,且前者的增加可以减小Galerkin法的截断误差,但后者的增加则会增大这一误差。在此基础上,提出了分区域系数确定方法,并针对不同管道地基刚度,通过合理选取Galerkin法阶数,提高了输流管道临界流速计算效率。     

一端固定具有中间支承输流管道临界流速及稳定性分析

将微分求积法应用到5个边界条件下一端固定具有中间简支支承输流管道的横向振动问题研究中.基于输流管道的运动微分方程及边界条件,采用微分求积法进行离散化,获得由输流管道动力方程组及边界条件合成的矩阵表达形式.求解管道在不同中间支承位置处失稳时的临界流速.分析管道的失稳形式并发现在管道上存在一个特殊的位置ξl,逐渐增大流体流速到失稳临界值,当中间支承位置ξb<ξl时,管道先发生颤振失稳,而当中间支承位置ξb>ξl时,管道先发生发散失稳.研究发现输流管道的这个特殊位置随着管道材料与流体质量比的变化而不同,质量比越大,特殊位置ξl越靠近固定端.最后,讨论输流管道的质量比及轴向预紧力对发散、颤振失稳临界流速的影响.     

受约束悬臂输流管道颤振的自适应控制

使用压电片作为控制执行元件，对具有弹性支承和非线性运动约束的悬臂输流管道的颤振进行了主动控制。考虑由于压电片伸缩而产生的附加控制力矩，推导出受控输流管系统的非线性运动方程，然后基于Lyapunov稳定性理论设计了模型参考自适应控制系统，并利用数值仿真的方法对该控制方案的有效性进行了验证。通过比较输流管道受控前后的运动响应发现，该控制器对管道非线性系统的周期和混沌等运动都可实施有效的控制。     

非均匀内流对航空燃油管道振动特性影响的波动法研究

利用开放系统的Hamilton原理推导了非均匀流输流管道的动力学方程,应用波传播解法对其固有频率进行了求解,得到了不同流速下非均匀流输流管道系统的固有频率,并与均匀流情况下的计算结果进行了对比。研究结果表明,无论对于非均匀流还是均匀流,输流管道的固有频率随内流流速的增加而减小;非均匀流输流管道相比于均匀流输流管道有较高的固有频率。文中的研究结果为输流管道的流致振动分析提供了一定的借鉴和参考。     

流体输送管道动力响应分析

流体输送管道是工程中广泛使用的系统元件,其动力特性直接关系到系统的安全可靠性,因此输流管道动特性研究正引起工程界愈来愈多的重视。本文分析研究了两端支承的长直输流管道的弯曲振动特性,运用模态截断法给出其数学模型的近似特征解。并在亚临界流速域对实际管道在不同支承情况的弯曲振动进行测试和模态分析,其结果与理论分析相符合。本文提出的管道振动研究方法适合于工程管道的振动和噪声分析和管系的优化设计。     

弹性约束悬臂压弯梁的稳定性及最大二阶弯矩

利用变形微分方程，对弹性约束悬臂压弯梁的稳定性进行分析，给出了其临界载荷的精确计算式和实用近似计算式，推导了弹性约束悬臂压弯梁约束端二阶弯矩的精确计算式，并讨论了《塔式起重机设计规范》中的非弹性约束压弯梁的最大二阶弯矩近似计算式在考虑了约束端弹性时的适用性。     

双参数地基上输流管道的稳定性分析

研究了双参数地基上两端铰支输流管道在定常内流作用时的静态稳定性和脉动内流作用时的动态稳定性问题。利用复模态方法计算了系统静态失稳临界流速,并应用平均法得到了脉动内流作用时管道的前两阶主参数共振区域,讨论了地基的线性刚度、剪切刚度及一些系统参数对临界流速和参数共振区域的影响。研究结果表明:改变两个地基刚度均可以影响系统的静态和动态稳定性,但剪切刚度的作用更显著,不能忽略;管道轴向预紧力、质量比、黏弹性系数及平均流速等参数也对系统稳定性有着不同的影响。     

点弹性支承粘弹性杆的动力稳定性

利用Lagrange方程推导了在轴向周期压载作用下点弹性支承粘弹性杆的运动微分方程,并由动力稳定理论给出了杆的临界频率方程和动力不稳定边界。计算结果表明,对Kelvin模型粘弹性杆来说,粘性系数与点弹性支承处的弹簧刚度对杆的动力稳定性有显著影响,但当粘性系数小于某个量级时,可将该粘弹性杆的动力稳定性问题按弹性杆处理。     

迷宫密封对悬臂盘-空心转子稳定性影响与改进方法研究

面向某型船用燃气轮机动力涡轮转子,建立了悬臂盘-空心转子的动力学模型并求解其临界转速及振型,探讨了影响临界转速的因素,重点揭示了级间与叶顶迷宫密封对转子稳定性的影响规律,结果表明：迷宫密封对悬臂盘-空心转子的临界转速及振型的影响较小,但迷宫密封引起的气流激振会影响转子的稳定性。通过将迷宫密封改为蜂窝密封或减小迷宫密封进口预旋,都可以提高密封的有效阻尼,进而增强转子稳定性。