非守恒粘弹性输流管道系统的动力分析

从线粘弹性微分型本构方程的一般表达式出发，建立了粘弹性输流管道的Hamilton原理，并据此推导出粘弹性输流管道的固-液耦合振动微分方程。用归一化幂级数法具体地计算了非守恒Maxwell模型粘弹性悬臂管道系统的颤振临界流速和临界自振频率，给出了第一、二、三阶模态的复频率曲线(Argand 图)，并对该管道的动力特性和稳定性进行了讨论。计算结果表明，松弛时间对粘弹性悬臂管道的动力稳定性有着显著的影响。     

输流管道非线性横向振动固有频率分析

研究两端铰支输流管道的横向非线性自由振动,分析管道的微单元受力情况,得到自由振动的偏微分控制方程。对偏微分方程做准静态假设得到积分-偏微分方程。为了比较两种非线性模型的差异,将多尺度法直接应用于两种控制方程,对比不同非线性项对系统固有频率的影响。数值算例表明,偏微分控制方程结果与由准静态假设得到的积分-偏微分控制方程结果相比,前者有较强的非线性。     

输流管道参数共振的试验研究

利用试验的方法研究两端固定输流管道在脉动内流作用时的参数共振特性,建立了一套输流管道试验系统,可以在定常流、脉动流和支承运动等情况下对悬臂、两端固定和两端铰支等多种边界条件的管道进行振动试验,同时给出了一些重要参数的有效测量方法。在对两端固定管道的试验中,重点观察和分析了第1振型1/2次谐波参数共振,并用试验的方法确定了相应的参数共振区域。将其与理论共振区域进行对比,二者在定性上得到了较好的吻合。     

基于 ANSYS Workbench 的输流管路流固耦合振动分析

通过输流直管路轴向和横向振动的线性微分方程,推导出了输流管路轴向及横向振动的传递矩阵;对某直管模型进行数值分析计算得到了管路的各阶固有频率,计算结果与 ANSYS Workbench 仿真结果进行对比,二者计算结果吻合良好,验证了计算结果的准确性;最后,分析了不同约束条件、考虑和不考虑流固耦合作用下对管路固有频率的影响,并得出相应的结论。     

Pasternak地基上输流管道固有频率计算分析

分别使用复模态法和Galerkin模态截断方法计算Pasternak地基上两端铰支输流管道的固有频率,并通过与复模态法计算得到的精确解的比较,以说明Galerkin法模态截断对固有频率计算结果的影响,然后研究Pasternak地基剪切刚度和弹簧刚度以及质量参数对截断误差的影响。研究结果表明:在固定的流速范围内,地基剪切刚度和弹簧刚度的增大均可以减小Galerkin法的截断误差,但与前者相比,后者的作用可以忽略不计;同时伴随质量参数的增大,截断误差也将迅速的增加。     

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.     

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。     

锅炉气力输灰系统控制阀故障分析及解决方案

本文主要介绍了化肥厂A、B、C锅炉输灰系统的工艺过程及仓泵控制方式,针对输灰系统仓泵出口气动双闸板输送阀故障率高的使用情况,重点分析了A、B、C锅炉输灰系统仓泵出口气动双闸板输送阀故障率高的原因,并提出了解决对策。     

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。     

改进传递矩阵法计算转子系统不平衡响应和灵敏度

提出了一种基于传递矩阵和参数匹配相融合的改进传递矩阵方法。新方法将转子系统分成多个子系统 ,对各子系统建立传递矩阵模型 ,然后利用各子系统在结合面处参数匹配条件建立系统不平衡响应求解方程。这种方法克服了传统传递矩阵方法的缺点 ,并且可以非常方便地用来分析多跨或多转子系统振动特性。给出了不平衡响应灵敏度的计算方法。     

重卡驾驶室的声固耦合模态分析

利用有限元法建立某重卡驾驶室车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。使用Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析,为下一步的车身设计和改进提供了依据。     

筒式减振器瞬态双向流固耦合仿真系统的开发设计

通过现场试验,发现减振器在低速区动态效应明显,在最大速度点处可以忽略动态效应,并根据试验建立了阻尼力的计算公式。分析了Dytran的显式算法及其进行双向流固耦合计算的理论框架,探讨了降低流固耦合仿真计算规模和提高计算精度的方法,开发了筒式液压减振器瞬态双向流固耦合有限元分析系统。通过仿真分析获得了各速度点下的阻尼力值,其误差在10%以内,同时确定了筒内流场及空穴的分布。仿真模型可用于冲击载荷响应和流致振动研究。     

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。     

实验分析两端支承管道的参数共振

用实验方法研究了一端固定、一端铰支输流管道在脉动内流作用下的参数共振问题。对实验管道在几种不同的平均流速下做了多次重复实验,获得了第一振型1／2次谐波参数共振相关实验数据。实验结果表明：当平均流速达到一定值时,一端固定、一端铰支管道在一定的脉动流振幅和脉动频率下会产生第一振型1／2次谐波参数共振;脉动流振幅越大,发生参数共振的频率范围也越大,当脉动流振幅小于一定值时,不再发生参数共振;平均流速越大,发生参数共振所需要的脉动流频率就越小,即低频脉动时平均流速越大管道越容易失稳。实验结果与理论分析结果是一致的。对可能引起定量误差的原因进行了较详细的分析。     

供气压降下气体轴承-转子系统瞬态特性流固耦合分析

为研究供气压力波动对气体轴承-转子系统瞬态特性的影响,采用一种流固耦合仿真与实验相结合的方法,对空载及加载下气体轴承-转子系统在不同转速和供气压力下降时的转子下端偏移、轴心轨迹等变化规律进行了研究。结果表明：供气压力以斜坡形式下降时转子下端偏移理想轨迹的距离呈现波浪式变化,且工频条件下的轴心轨迹重复性变差;加载时供气压降前后转子下端偏移差值明显高于空载状态;供气压降前后转子下端偏移差值随着加载力和转速的增大而增大。     

基于流固耦合的薄膜节流器仿真分析

应用有限元分析软件ANSYS和流固耦合分析方法,对新型岛式薄膜节流器和常规薄膜节流器在同等边界条件下,进行模拟仿真分析,得到两种节流器上、下腔液体压力分布及两种薄膜变形.仿真对比分析证实了新型岛式薄膜中心圆台变形平缓,使薄膜不易塑性变形,减小了薄膜节流静压轴承由于局部液压冲击产生的系统失稳,利于薄膜节流器的设计计算.     

基于动网格的液压滑阀流固耦合分析

采用基于动网格的流固耦合分析方法,建立了液压滑阀开启过程的三维动态数值分析模型,计算阀芯在驱动力、流体力和弹簧力共同作用下的运动分布、应力变化和形变。结果表明:提供一种分析液压滑阀开启过程的数值仿真方法,阀芯在开启完毕达到稳态后仍有小幅振动;阀芯的径向形变主要发生在阀杆上,且变形量随时间产生小幅波动;阀芯由于油液的冲击在入口处产生较大变形并在台肩与阀杆连接处产生应力集中,采用CFD方法得到的液压滑阀运动分布、应力变化、形变和理论值的误差在可以接受的范围内,证明了仿真的可靠性。     

水基动力无杆抽油系统流——固耦合有限元分析

水基动力无杆抽油系统是一个全新的抽油系统,系统受力变形是失效的主要因素之一,因此对此新型系统进行受力分析非常有意义,有助于找到系统的薄弱环节.因此针对系统的动力缸,基于流体动力学理论与流固耦合理论,运用有限元分析方法进行了系统不同压力和流速下的结构应力分析.结果表明：系统最大应力处与流体最大液压冲击处不重合,改变压力和流速都会对最大应力产生影响,且应力变化具有非线性性.研究得到了动力缸最大应力变化规律,这有利于进一步开展系统故障分析,并对系统优化设计有理论意义和实际价值.     

充液周期管路的轴向振动带隙特性

充液管路的固液耦合振动广泛存在于各种工程领域中,对其振动控制进行研究具有重要意义。将声子晶体思想引入到管路结构设计中,将管壁设计成周期性结构,可以利用带隙特性实现管路的振动控制。利用平面波展开法,计算固液耦合条件下的周期管路结构轴向振动能带结构。计算表明,周期管路结构的轴向振动存在振动带隙,液体耦合效应使振动带隙的频率范围降低。同时分析泊松耦合、管壁厚度等因素对带隙频率范围和宽度的影响。充液周期管路结构的振动带隙特性为管路的振动控制提供了一条新的技术途径。