本文關鍵詞：船舶輸流管道系統(tǒng)的振動研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 管道是船舶動力裝置的重要組成部分,管道振動是動力裝置振動的重要方面。強烈的管道振動會使設置在管道間的附屬設備,特別是各種焊縫、管路支架等連接處經受反復交變的振動應力作用,使管道受到附加的疲勞載荷,促使疲勞裂紋的形成與擴展,產生松動,泄漏甚至爆炸事故。對于大型船舶,各種不同管徑的管道縱橫交錯地布置在船舶的甲板及各種艙室中,由于液體的壓力脈動和甲板的振動,管道會發(fā)生振動甚至劇烈地振動,管道振動會降低管道的輸送效率,引起結構振動疲勞,甚至由此導致管系結構破壞,造成重大的經濟損失。無論是對船舶管道系統(tǒng)還是對一般工業(yè)管道系統(tǒng)而言,管道振動的消減至關重要。本文的目的就是通過對管道系統(tǒng)固有振動特性和振動響應進行分析,從而在設計和安裝過程中就把管道振動降到最低的水平,減少因管道振動而引起的事故。 本文的主要研究內容如下: 1.采用三維建模軟件SolidWorks建立管道的幾何模型,再利用有限元前后處理軟件MSC.Patran建立管道的有限元模型,將有限元模型導入求解器MSC.Nastran中求解,獲得了管道的計算模態(tài)頻率和振型。 2.對管道系統(tǒng)進行了實驗模態(tài)分析,利用LMS數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)測得了管道的實驗模態(tài)頻率和振型,并對結果進行了分析。通過實驗模態(tài)和計算模態(tài)的對比,表明計算模態(tài)是可靠和準確的,從而驗證了管道有限元模型的正確性。 3.通過對管道進行受力分析,計算了管道內由于壓力脈動引起的激振力;隨后通過有限元動力學分析對管道的振動響應進行了計算。采用實驗的方法對管道的振動響應進行了測試,將測試數(shù)據(jù)與理論計算結果進行了對比分析,并分析了管道的各種減振措施。
【關鍵詞】：管道振動 固有頻率 振型 有限元法 實驗模態(tài)分析
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：U664.84
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 國內外研究的發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國外研究概況11-12
• 1.2.2 國內研究概況12-13
• 1.3 本文研究內容13-15
• 第2章 有限元法與計算分析軟件15-25
• 2.1 有限元分析法15-18
• 2.1.1 有限單元法原理15-17
• 2.1.2 有限元法分析步驟17-18
• 2.2 有限元軟件(PATRAN)分析平臺18-23
• 2.2.1 幾何建模19
• 2.2.2 網格劃分19-22
• 2.2.3 位移載荷與邊界條件22
• 2.2.4 其它注意事項22-23
• 2.3 Nastran后處理軟件介紹23-25
• 第3章 管道系統(tǒng)振動特性理論計算25-41
• 3.1 模態(tài)分析概述25-26
• 3.2 有限元法在振動分析中的應用26-27
• 3.3 復雜管系的有限元分析方法27-35
• 3.3.1 有限單元法的主要步驟27
• 3.3.2 單元的劃分27-28
• 3.3.3 單元剛度矩陣和單元質量矩陣的建立28-33
• 3.3.4 阻尼矩陣的計算33-34
• 3.3.5 管道振動體系的固有參數(shù)計算方法34-35
• 3.4 管道系統(tǒng)的模態(tài)分析35-41
• 3.4.1 研究模型的描述35-36
• 3.4.2 管道三維實體建模36-37
• 3.4.3 力學模型的簡化及模型的導入37
• 3.4.4 網格劃分37-38
• 3.4.5 邊界條件的確定38
• 3.4.6 材料物性參數(shù)38
• 3.4.7 結果分析38-41
• 第4章 管道系統(tǒng)振動特性實驗研究41-61
• 4.1 試驗模態(tài)分析概述41-46
• 4.1.1 試驗模態(tài)分析理論與方法41-42
• 4.1.2 模態(tài)參數(shù)識別方法42-46
• 4.2 管道系統(tǒng)的實驗模態(tài)分析46-59
• 4.2.1 實驗內容46-47
• 4.2.2 實驗儀器與測試系統(tǒng)47-52
• 4.2.3 實驗數(shù)據(jù)采集52
• 4.2.4 實驗模態(tài)結果分析52-59
• 4.3 計算模態(tài)和實驗模態(tài)的結果對比59-61
• 第5章 管道系統(tǒng)動力響應分析61-77
• 5.1 管道的受力分析61-63
• 5.2 管內液體脈動壓力計算63-64
• 5.3 管道系統(tǒng)動力響應分析64-69
• 5.3.1 管道在流量10m~3/h工況下的振動響應64-66
• 5.3.2 管道在流量50m~3/h工況下的振動響應66-68
• 5.3.3 管道在流量90m~3/h工況下的振動響應68-69
• 5.4 管道振動響應的測試69-75
• 5.4.1 實驗儀器70-71
• 5.4.2 測試系統(tǒng)71
• 5.4.3 測試結果分析71-75
• 5.5 減振措施75-77
• 5.5.1 減小振動源的影響75-76
• 5.5.2 調整流體管道的系統(tǒng)設置76
• 5.5.3 加裝消振或濾波元件76-77
• 第6章 結論與展望77-79
• 參考文獻79-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文83

【引證文獻】

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  本文關鍵詞：船舶輸流管道系統(tǒng)的振動研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：323509