本文關(guān)鍵詞：傾斜支撐懸臂和兩端鉸支輸流管道的振動(dòng)響應(yīng)與分岔特性研究

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【摘要】：在現(xiàn)代工業(yè),如航天、海洋、核電和化工等,輸流管道具有非常廣泛的應(yīng)用,其工作的穩(wěn)定性和可靠性直接影響其相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行。在龐大的管網(wǎng)中,多數(shù)管道都是水平或者豎直支撐的,但由于條件限制,也有一些采用傾斜支撐方式,且管道在架設(shè)過(guò)程中難免存在傾斜角度。因此,很有必要開(kāi)展對(duì)傾斜支撐狀態(tài)下輸流管道的動(dòng)力學(xué)特性分析,為管道的工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和應(yīng)用參考。本文利用非線性振動(dòng)理論和隨機(jī)非線性動(dòng)力學(xué)理論,分析了傾斜支撐條件下懸臂和兩端鉸支輸流管道的振動(dòng)響應(yīng)特性與分岔現(xiàn)象,為工程應(yīng)用中管道的布置和參數(shù)的選擇提供重要依據(jù),主要工作如下：1)對(duì)管道微元和流體微元進(jìn)行受力平衡分析,建立了傾斜支撐條件下懸臂和兩端鉸支輸流管道的振動(dòng)微分方程,并且考慮了隨機(jī)激勵(lì)對(duì)輸流管道的影響；2)在單參數(shù)對(duì)輸流管道穩(wěn)定性影響的研究基礎(chǔ)上,討論了雙參數(shù)耦合作用對(duì)懸臂輸流管道穩(wěn)定性的影響,通過(guò)繪制對(duì)應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)曲面,分析了管道振動(dòng)響應(yīng)特性,進(jìn)而給出了管道振動(dòng)的穩(wěn)定性區(qū)域；3)通過(guò)繪制輸流管道振動(dòng)響應(yīng)的相圖、Poincare截面圖和分岔圖等,分析了傾斜支撐角度與重力參數(shù)耦合作用對(duì)管道振動(dòng)響應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)了隨支撐角度變化的分岔現(xiàn)象。此外,研究結(jié)果也表明,在一定傾斜支撐角度條件下,不同參數(shù)對(duì)輸流管道振動(dòng)響應(yīng)的影響不同,且傾斜支撐輸流管道的振動(dòng)響應(yīng)與水平／豎直支撐管道也存在差異；4)通過(guò)分析含分布和集中隨機(jī)激勵(lì)時(shí)輸流管道的振動(dòng)響應(yīng)特征,討論了這兩種隨機(jī)激勵(lì)的中心頻率、譜寬和作用位置等參數(shù)的變化對(duì)管道振動(dòng)響應(yīng)特性的影響,并總結(jié)對(duì)應(yīng)的影響規(guī)律；5)通過(guò)對(duì)仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,研究了不同壁厚和長(zhǎng)徑比管道振動(dòng)模態(tài)變的化特點(diǎn),進(jìn)而給出兩種參數(shù)對(duì)管道振動(dòng)模態(tài)的影響規(guī)律；討論了不同兩相流激勵(lì)對(duì)管道振動(dòng)的影響,并對(duì)其振動(dòng)響應(yīng)的頻譜特征進(jìn)行了對(duì)比分析。
【關(guān)鍵詞】：輸流管道 傾斜支撐 振動(dòng)模態(tài) 振動(dòng)響應(yīng)特性 分岔 隨機(jī)激勵(lì)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH113.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 輸流管道的研究進(jìn)展11-15
• 1.2.1 輸流管道模型分類11-12
• 1.2.2 梁模型輸流管道的研究進(jìn)展12-13
• 1.2.3 管道振動(dòng)微分方程的求解方法13-15
• 1.3 本文工作及章節(jié)安排15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-18
• 2 傾斜支撐輸流管道振動(dòng)的數(shù)學(xué)模型18-28
• 2.1 傾斜支撐懸臂輸流管道振動(dòng)的微分方程18-22
• 2.1.1 管道與流體微元的受力平衡分析19-21
• 2.1.2 運(yùn)動(dòng)方程的離散化方法21-22
• 2.2 傾斜支撐兩端鉸支管道振動(dòng)的微分方程22-25
• 2.2.1 管道微元與流體為元的受力平衡分析22-24
• 2.2.2 運(yùn)動(dòng)方程的離散化方法24-25
• 2.3 隨機(jī)激勵(lì)的類型與遍歷樣本的模擬25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 豎直支撐懸臂輸流管道振動(dòng)的穩(wěn)定性分析28-36
• 3.1 管道振動(dòng)穩(wěn)定性判別方法28-29
• 3.2 單參數(shù)對(duì)管道振動(dòng)穩(wěn)定性的影響29-30
• 3.3 雙參數(shù)作用對(duì)管道振動(dòng)穩(wěn)定性的影響30-35
• 3.3.1 質(zhì)量比與流速的耦合影響31-32
• 3.3.2 支撐剛度與流速的耦合影響32-34
• 3.3.3 支撐位置與流速的耦合影響34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 傾斜支撐條件下管道的振動(dòng)響應(yīng)特性分析36-46
• 4.1 支撐角度對(duì)懸臂輸流管道振動(dòng)響應(yīng)的影響36-40
• 4.2 支撐角度對(duì)兩端鉸支輸流管道振動(dòng)響應(yīng)的影響40-44
• 4.2.1 無(wú)運(yùn)動(dòng)約束時(shí)管道的振動(dòng)響應(yīng)特征41-43
• 4.2.2 含運(yùn)動(dòng)約束時(shí)管道的振動(dòng)響應(yīng)特征43-44
• 4.3 本章小結(jié)44-46
• 5 隨機(jī)激勵(lì)下輸流管道的振動(dòng)響應(yīng)特性分析46-59
• 5.1 基礎(chǔ)激勵(lì)幅值的影響46-49
• 5.2 不同隨機(jī)激勵(lì)的影響49-51
• 5.3 隨機(jī)激勵(lì)耦合作用的影響51-53
• 5.4 隨機(jī)激勵(lì)中心頻率與譜寬的影響53-57
• 5.4.1 中心頻率的影響54-56
• 5.4.2 譜寬的影響56-57
• 5.5 本章小結(jié)57-59
• 6 管道振動(dòng)模態(tài)與兩相流激勵(lì)下振動(dòng)響應(yīng)頻譜的實(shí)驗(yàn)分析59-75
• 6.1 壁厚與長(zhǎng)徑比對(duì)管道振動(dòng)模態(tài)的影響59-66
• 6.1.1 管道振動(dòng)模態(tài)與壁厚的關(guān)系59-63
• 6.1.2 管道振動(dòng)模態(tài)與長(zhǎng)徑比的關(guān)系63-64
• 6.1.3 管道模態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-66
• 6.2 兩相流激勵(lì)下管道振動(dòng)響應(yīng)的頻譜分析66-73
• 6.2.1 無(wú)外激勵(lì)時(shí)管道振動(dòng)響應(yīng)的頻譜分析67-68
• 6.2.2 不同兩相流激勵(lì)對(duì)管道振動(dòng)響應(yīng)頻譜的影響68-73
• 6.3 本章小結(jié)73-75
• 7 總結(jié)與展望75-78
• 7.1 工作總結(jié)75-77
• 7.2 工作展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士期間主要的研究成果及參加的項(xiàng)目82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 焦宗夏;飛機(jī)液壓能源管路系統(tǒng)的振動(dòng)特性分析[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);1997年03期

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本文編號(hào)：896514