温度对采空区裸露埋地管道振动特性影响研究

发布时间：2020-12-11 17:33

　　输气管道是连接全国输送资源的大动脉,是我国能源工业必不可少的基础设施,是国家经济发展中重要的支撑,因此研究采空区埋地管道动态特性具有重要意义。本文以采空区埋地管线系统中裸露在自然环境中的输气管道为研究对象,研究温度对其振动特性的影响。主要研究内容包括:(1)考虑温度影响下,建立采空区裸露输气管道振动微分方程;(2)将裸露管道分为三种工况,研究温度改变量及几何参数对管道振动特性的影响。本文首先利用达朗贝尔原理并采用考虑温度影响的本构关系建立了管道振动微分方程,进而导出了管道内力和内力矩的表达式,得到了以位移表示的管道振动偏微分方程。其次根据裸露管道两端的实际情况,将裸露管道分为三种工况:简支工况、悬臂工况和固支工况。在每种工况下,根据其边界条件,确定相应的振型函数,进而求得其质量矩阵、刚度矩阵、振动常微分方程组以及频率方程。最后通过数值方法计算了各种模型下管道长度、管道壁厚、管道外径以及温度改变量对裸露的输气管道振动特性的影响。本文通过研究温度变化量以及几何参数对裸露输气管道振动特性的影响,得出了如下结论:(1)在简支工况下,温度改变量对管道的第一阶和第二阶固有频率影响较小,对第三阶和第... 

【文章来源】：太原科技大学山西省

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

管道穿越采空区主断面示意图

第 2 章 采空区埋地管道振动特性理论研究 采空区埋地管道振动特性理论研究生活中占着举足轻重的地位，而管道作为运输它们的要的作用。但在采空区，无法保证不会出现管道受地实际工况中充满着各种各样无法准确知晓的影响因素和解决的问题。本章主要研究，首先，在埋地管道外生影响，利用达朗贝尔原理和含有温度项的本构关系因为环境的复杂性，真实情况下固定管道的土弹簧系微分方程时，需将管道模型分别化简为理想的两端简支梁模型进行分析，而真实的情况介于这三种理想况提供技术参考。建立直径为 D，壁厚为 t，如图 2.1 所示。

7图 2.2 管道受力Fig.2.2 Force acting on pipeline面轴力 M：截面弯矩 Q：剪力 θ：转角可得管道振动微分方程为：ddd xxxxNxQNxQQyA 为管道截面面积。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]采空沉陷区埋地管道应力变形分析及远程监测[D]. 赵潇.西南石油大学 2015
[2]湿热环境下旋转复合材料薄壁梁振动特性研究[D]. 马艳龙.西南交通大学 2015



本文编号：2910948