水平管內(nèi)柔性旋轉(zhuǎn)梁是化工過程機(jī)械、石油鉆采機(jī)械中的重要結(jié)構(gòu),其在充滿流體的管壁內(nèi)旋轉(zhuǎn),承受拉、壓、彎、扭等復(fù)雜載荷,柔性旋轉(zhuǎn)梁與管道內(nèi)壁產(chǎn)生多向碰撞接觸,同時(shí)在中空旋轉(zhuǎn)細(xì)長(zhǎng)梁內(nèi)部以及外部環(huán)空有流體作用,構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的非線性固液耦合系統(tǒng)。水平管內(nèi)軸向受壓柔性旋轉(zhuǎn)梁的振動(dòng)包括軸向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)以及橫向振動(dòng)三種,而在復(fù)雜工作狀態(tài)下三種振動(dòng)會(huì)兩兩耦合或全耦合,這種耦合振動(dòng)會(huì)威脅到柔性旋轉(zhuǎn)梁的使用安全,因此開展水平管內(nèi)柔性旋轉(zhuǎn)梁在復(fù)雜條件下三種振動(dòng)方式的全耦合振動(dòng)研究,對(duì)于柔性旋轉(zhuǎn)梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)的選取與優(yōu)化都具有重要的意義�？紤]到多種條件下耦合振動(dòng)模型的復(fù)雜性,本文在進(jìn)行定量分析之前基于旋轉(zhuǎn)殼理論建立了簡(jiǎn)化的水平管內(nèi)軸向受壓柔性旋轉(zhuǎn)梁動(dòng)力學(xué)方程,而后采用伽遼金法離散運(yùn)動(dòng)偏微分方程,得到了水平管內(nèi)軸向受壓柔性旋轉(zhuǎn)梁的非線性控制方程,并采用多尺度法得到了運(yùn)動(dòng)方程并進(jìn)行無量綱化處理,分析柔性旋轉(zhuǎn)梁在復(fù)雜環(huán)境下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng),得到軸向激勵(lì)、扭轉(zhuǎn)激勵(lì)、側(cè)向激勵(lì)對(duì)柔性旋轉(zhuǎn)梁耦合振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)行為的影響規(guī)律。在定性分析得到激勵(lì)源對(duì)柔性旋轉(zhuǎn)梁動(dòng)力學(xué)行為影響規(guī)律的基礎(chǔ)上,依據(jù)無量綱化過程以及相似性理論,并... 

【文章來源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 水平管內(nèi)軸向受壓柔性旋轉(zhuǎn)梁動(dòng)力學(xué)行為研究現(xiàn)狀
        1.2.1 非耦合振動(dòng)模型
        1.2.2 耦合振動(dòng)模型
        1.2.3 邊界條件假設(shè)
        1.2.4 柔性梁-管壁接觸模型
        1.2.5 流固耦合作用模型
        1.2.6 控制方程的推導(dǎo)與求解
    1.3 目前存在的主要問題
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 柔性旋轉(zhuǎn)梁動(dòng)力學(xué)分岔分析
    2.1 物理模型的描述
    2.2 柔性旋轉(zhuǎn)梁軸向/扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)方程
        2.2.1 柔性旋轉(zhuǎn)梁軸向/扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)建模
        2.2.2 柔性旋轉(zhuǎn)梁軸向/扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)模型的無量綱化
    2.3 柔性旋轉(zhuǎn)梁全耦合振動(dòng)方程
        2.3.1 柔性旋轉(zhuǎn)梁全耦合振動(dòng)建模
        2.3.2 柔性旋轉(zhuǎn)梁全耦合振動(dòng)模型的無量綱化
    2.4 運(yùn)動(dòng)方程的穩(wěn)定性分析
    2.5 柔性旋轉(zhuǎn)梁動(dòng)力學(xué)模型數(shù)值仿真及結(jié)果分析
        2.5.1 軸向/扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)模型數(shù)值仿真及結(jié)果分析
        2.5.2 全耦合振動(dòng)模型數(shù)值仿真及結(jié)果分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 柔性旋轉(zhuǎn)梁耦合振動(dòng)系統(tǒng)建模與動(dòng)力學(xué)分析
    3.1 基礎(chǔ)模型及假設(shè)條件
    3.2 運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)
        3.2.1 重力做功
        3.2.2 柔性旋轉(zhuǎn)梁動(dòng)能
        3.2.3 應(yīng)變能
        3.2.4 柔性旋轉(zhuǎn)梁與管壁的碰摩
        3.2.5 執(zhí)行端載荷
        3.2.6 流體對(duì)柔性旋轉(zhuǎn)梁的作用
        3.2.7 運(yùn)動(dòng)方程的離散
    3.3 邊界條件及初始條件
    3.4 運(yùn)動(dòng)方程的求解
    3.5 合并邊界條件
    3.6 動(dòng)力學(xué)模型的求解
        3.6.1 柔性旋轉(zhuǎn)梁執(zhí)行端的粘滑現(xiàn)象
        3.6.2 柔性旋轉(zhuǎn)梁執(zhí)行端的跳動(dòng)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于相似準(zhǔn)則的柔性梁動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置研制
    4.1 室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗨茰?zhǔn)則的推導(dǎo)
    4.2 柔性旋轉(zhuǎn)梁動(dòng)力學(xué)行為測(cè)試系統(tǒng)
        4.2.1 加載系統(tǒng)
        4.2.2 管柱系統(tǒng)
        4.2.3 循環(huán)系統(tǒng)
        4.2.4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
        4.2.5 測(cè)試系統(tǒng)
    4.3 試驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)物的相似性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 柔性旋轉(zhuǎn)梁動(dòng)力學(xué)行為模擬試驗(yàn)研究
    5.1 柔性旋轉(zhuǎn)梁屈曲行為模擬試驗(yàn)
    5.2 柔性旋轉(zhuǎn)梁跳動(dòng)行為模擬試驗(yàn)
    5.3 柔性旋轉(zhuǎn)梁粘滑行為模擬試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3018445