非均匀悬臂输流管的动态特性

发布时间：2021-09-03 03:20

　　本文对非均匀悬臂输流管模型进行了理论分析和数值计算,分别研究了轴向功能梯度输流管、局部增强输流管以及局部刚性输流管的振动特性和稳定性。在数值计算的基础上,探讨了不同参数对系统稳定性的影响,以期为非均匀悬臂输流管的工程设计提供了理论指导意义。本文的主要研究内容及成果如下:1、假设管道的弹性模量和密度沿轴向变化,建立了轴向功能梯度悬臂输流管的动力学模型,推导了轴向功能梯度悬臂输流管的运动微分方程,并采用微分求积法对该方程进行离散和求解。动力学分析时,重点讨论了弹性模量梯度和密度梯度对系统失稳临界流速的影响。研究结果表明,和均匀悬臂输流管相比,密度沿轴向逐渐减小可增强输流管系统的稳定性;当质量比较小时,弹性模量沿轴向减小却会降低失稳临界流速。此外,本文还发现弹性模量梯度或密度梯度的变化可引起系统失稳模态阶次的转换。2、建立和分析了由基本材料和增强材料组成的局部增强悬臂输流管模型,其增强段的位置可由固定端沿轴向变化至自由端。利用有限元方法对系统的运动微分方程进行了求解计算,重点探讨了增强段的位置和长度、抗弯刚度比以及总质量比对稳定性的影响。计算结果表明,增强段位置对系统稳定的影响很大,当增强段... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

西气东输

本身的材料、性能及设计也是很重要的一个因素。因此，研究输得尤为重要。输流管的研究不仅是为了避免各种管道破裂事故的管道的应用更加的安全高效。这对人民的生活、财产和人生安全而对国家经济建设和发展也能起重要的促进作用。图 1-1 西气东输

图 2-1 （a）轴向功能梯度悬臂输流管示意图；（b）弹性模量和密度沿输流管轴向变化的函数 I 、II流管系统，其最简单的运动微分方程[57]如下所示：输流管的抗弯刚度，M 为流过输流管内部单位长度的流体匀输流管质量 m。将功能梯度材料与输流管结合起来，考性，那么运动微分方程（2-7）中的常数弹性模量和质量用可以得到： 2 2 2 2 222 2 2 2( ) 2 ( ) 0 w w w wE x I MU MU M x Ax x x x t t 之后为： 2 + 2 E ( x ) Iw (M U E ( x ) I ) w + M ( x ) A w+2 MUw即为功能梯度输流管的运动微分方程，上撇号是对 x 方

【参考文献】：
期刊论文
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[2]超临界下受迫输液管2:1内共振的响应特性[J]. 黄慧春,张艳雷,陈立群.  噪声与振动控制. 2014(02)
[3]输流管道参数共振实验研究[J]. 陈兵,邓明乐,张静,尹忠俊.  噪声与振动控制. 2013(04)
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硕士论文
[1]功能梯度输流管的振动和失稳分析[D]. 刘辰.北京交通大学 2012
[2]输流管道振动特性的实验研究[D]. 梁峰.沈阳航空工业学院 2006



本文编号：3380295