水锤诱发弱约束管道流固耦合振动频谱分析

本文在充分利用现有MOC法优点的基础上,提出一种与其十分相似的频谱分析法。该方法能解析分析水锤诱发作用下输流管道流固耦合振动的频谱特性,并能直接考虑色散和能量耗散对系统运动的影响。使用该方法能在任意激源和各种边界条件下得到管道频谱和色散曲线。文中以英国丹迪大学流体力学实验室的标准试验装置为例,说明了该方法的应用。     

充液管道振动研究

充液管道系统中液体的压力脉动和管壁的结构振动会引起很强的振动和噪声，甚至导致管系或机器的损坏。由于在充液管道中存在多种振动波，且它们之间会发生耦合，振动机理非常复杂。因此长期来许多学者对此进行了大量的研究。本文主要综合阐述国内外关于管道振动的研究概况，并集中讨论充液管道振动噪声的研究。     

制冷管道中的气锤现象

本文通过对冷库制冷系统管道的事故原因分析，并与水锤现象进行对比，说明了制冷系统回气管道中出现气锤现象的原因，并提出了解决气锤现象的方法。     

充液管道开孔阻尼结构有限元分析

针对管道减振提出一种开孔阻尼结构,为分析此开孔阻尼结构的减振性能,采用模态应变能法,利用有限元软件ANSYS,并通过APDL语言编程,实现了弹性－粘弹性复合结构的近似动力学计算,为工程实际中粘弹阻尼结构的设计、分析提供一种简单可行的方法。采用此方法分析本文提出的开孔阻尼结构,得到一些有用的结论,可为类似充液管道的减振降噪提供有益借鉴。     

基于FSI泄洪流动与坝体稳定性耦合分析

为研究水库泄洪过程中坝体及相关构件的稳定性情况,以FSI理论数值模拟方法为基础,通过VOF方法在CFD中构建两相流体区域模型,通过有限元方法在CSD中实现不同材料的坝体局部构件的参数设置与建模,依靠FSI中的强弱耦合方法 (显式求解与隐式求解)来实现流体流动作用下结构变形情况的数值计算。通过监排水孔内流量的变化可以发现不同工况下监测流量与设计流量基本一致,这表明数值模拟的设计符合实际要求,同时得到相应流体作用在固体上的数值结果也是符合要求的,因此该数值方法对于坝体泄洪工况下的模拟结果能够为工程中设计混凝土强度的选取提供相关指导。     

充液管道模态的参数灵敏度及其共振可靠性分析

分析充液管道模态的参数灵敏度,并对充液管道的共振可靠性进行了研究。首先考虑管道与液体之间的耦合作用,利用有限元软件对所建立的简单管道系统进行模态计算。然后假设管道结构参数服从某种随机分布,分析了对应的一、二阶模态的概率分布并讨论了这些参数对管道固有频率的灵敏度影响。最后利用干涉理论对流固耦合管道系统进行了防共振可靠性分析。该研究结果可为管道防共振设计和管道的共振可靠性评估提供了参考。     

充液管道流固耦合的对称位移模型

本文以流固耦合４方程模型为基础，推出了以移为基本变量的，同时考虑泊松耦合与摩擦耦合以及和管道阻尼的，具有对称“刚度矩阵”的二阶微分方程组。     

基于Kriging模型的充液管道共振非概率可靠性分析

为解决传统概率可靠性在解决流固耦合问题方面的不足,研究了结构不确定参量用超椭球凸集模型和区间变量共同描述下的非概率共振可靠性问题。针对隐式极限状态函数难以求解的问题,引入Kriging模型和超立方抽样技术应用于非概率可靠性分析。该方法用Kriging模型作为近似模型描述原结构,并在计算过程中不断更新近似模型。考虑管道与液体之间的耦合作用,利用有限元软件对所建立的简单管道系统进行模态计算并且结合防共振理论进行充液管路系统的流固耦合振动非概率可靠性分析,用优化的方法计算可靠性指标。工程算例分析表明该方法的合理性,能完善流固耦合管道系统的防共振可靠性分析方法与理论。     

粘性阻尼系统频响函数计算方法

基于复模态理论和幂级数展开原理,导出了一种求解粘性阻尼系统频响函数的模态加速方法。与常规的模态展开法相比,该方法可大大减少模态截断误差。根据外激励频率所处于的系统频段,该方法可对系统的中-高、低-高阶模态实施截断和加速。通过对一数值实例计算表明,上面提出的方法很有效,通常只需计入幂级数前少数几项即可使频响函数达到很高的精度。     

充液管道能量传递途径及减振分析

通过有限元方程求出充液管道的力和位移响应,由力和位移响应求出管道系统的功率流及能量分布,从能量角度对管道振动进行定量的评估。从减少管道自身的振动出发,以管道平均长度的能量为评估值,定量地评估在采用不同的支承时管道的振动程度,并与传统的以管道振动位移为评估值的振动评估方法进行对比。结果表明,以能量作为评估值的方法比以位移作为评估值的方法更准确,可为管道系统的振动控制提供更为有效的理论依据。     

动力基础频域响应分析

利用刚性矩形基础动力阻抗矩阵的数值解答,在频域内分析了三向地震模拟台基础在简谐外荷载作用下的动力响应。论文同时给出了一种一般集中参数模型,以改善传统动力设计方法所采用的质量-弹簧-阻尼模型动力阻抗在整个频段上都是常数的不合理性。由于基础动力阻抗矩阵是外荷载激励频率的函数,采用更多参数的一般集中参数模型与数值解答吻合精度更高。计算结果表明,论文提出的一般集中参数模型有望改进基础动力响应分析。     

轻型车动力总成模态频率响应分析

本文用频率响应方法对某轻型车动力总成的应力响应进行了计算,分析诊断了动力总成的破坏原因,比较了不同改进方案下的动应力水平并选出了较优方案。     

储液容器流固耦合动力响应分析计算

本文采用交替解法对地震条件下储液容器的动态响应问题进行了实例分析和计算。首先推导出流固耦合系统在地震条件下的有限元模型。然后,对在水平地震激励条件下的圆柱形储液容器,采用交替解法进行了计算,并将其与整体解法进行了比较。结果表明交替解法具有更好的计算效率。     

空间网格结构频域风振响应分析模态补偿法

大跨空间网格结构是频率密集性结构,按照模态分析法,尽管考虑多阶振型的影响有时也难以包含所有的主要贡献模态。从数值分析中可以发现,大跨空间网格结构风振分析中往往存在着一些高阶振型,它对风振响应的贡献比较大,但由于其频率高往往很容易被忽略。本文根据模态对系统应变能的贡献,提出了一种有效的选取主要贡献模态的方法,为了克服包含所有主要贡献模态的困难,本文提出了一种简单的方法来补偿由于高阶模态遗漏而产生的误差,并通过一个网壳的算例对所提出方法的有效性进行了验证。     

气液固三相管流耦合水击振动特性的参数影响分析

以气液固三相管流为研究对象,采用矢通量分裂法并结合Lax-Wendroff格式和迎风Warming-Beam格式,对浆液池-管道-阀门系统的耦合水击振动响应进行了数值计算,分析了含气率、固液密度比以及固液弹模比等参数对系统振动特性的影响。结果表明：增加含气率可有效地降低压力和应力波速,同时削弱流体压力波动和管道振动强度;当固液密度比增大时,管系振动强度随之增大,系统振动能量的增量主要集中在流体里,造成流体压能升高较快;随着固液弹模比的增加,管系压能和振动强度均增加,但增幅很小;当固液弹模比增加到某种程度后,其对系统压能和振动强度的影响可忽略。     

结构弹塑性地震反应现状评述

自从五十年代末期提出结构的弹塑性地震时程反应数值模拟法后，无论是在结构与构件的试验和理论分析、数值模拟的数学力学模型建立，或是数值模拟方法方面，都取得了大量的研究成果。本文不揣冒昧，就结构的弹塑性地震反应分析的几个主要方面作了现状评述。     

基于主元分析和频响函数的网架结构损伤识别方法

提出了以频响函数作为损伤识别的基本参变量,利用主元分析和多元控制图来识别网架结构损伤的方法。首先利用网架动测得到的频响函数数据建立原始资料矩阵,运用主元分析方法,对原始资料阵进行降维处理,然后利用携带原始数据信息最多的前几阶主元,在低维空间中对数据信息特征进行分析、提取。由前几阶主元作出多元控制图,通过分离异常数据,来识别网架结构的损伤。为了验证该方法的可靠性,试验完成了足尺网架在单杆和双杆等4种不同损伤情况下动测试验。结果显示,提出的方法是可行的、可靠的,对在噪声环境下和具有弱非线性网架的损伤识别有良好的适应性。该方法不需要模态参数,避免了模态拟合中的误差,识别过程简捷,识别结果可靠。     

长输管道悬索跨越结构静动力性能的有限元分析

应用ANSYS有限元程序,建立长输管道悬索跨越工程原型和1∶8试验模型的有限元计算模型,对有限元计算模型进行静力、模态和地震反应的有限元分析。结果表明:静力计算和模态分析中,计算结果与试验结果吻合很好,2个有限元模型的计算结果能较好地满足模型设计相似比,试验模型能较好地反映原型结构的性态;地震反应分析和试验中,输入的最大横向和竖向地震反应加速度折合原型均超过0.4g,但模型构件未发生破损,结构体系保持稳定,表明悬索跨越结构具有抗御地震烈度9度而保持使用功能的能力,但有限元模型地震反应计算结果与试验实测值之间存在着一定差异,分析了造成差异的原因。