本文關(guān)鍵詞：TBM液壓直管道振動穩(wěn)定性研究

  更多相關(guān)文章： TBM 液壓直管道 穩(wěn)定性 等效固有頻率

【摘要】：摘要：硬巖掘進(jìn)機(TBM)是專用于硬巖地質(zhì)的、使隧道斷面一次開挖成型的大型工程機械,其工作過程中強振動問題非常突出。強振動會加劇其上的液壓管道的振動,極易引起管道的失穩(wěn),產(chǎn)生大幅振動以及由非線性等因素所誘發(fā)的混沌運動,嚴(yán)重影響管道系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作可靠性。為了提高管道在振動環(huán)境下的穩(wěn)定性,須對振動環(huán)境下管道的振動特性及穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究。本文圍繞TBM液壓直管道系統(tǒng),在理論模型和實驗等方面展開研究,主要工作為以下幾個方面： 1、基于達(dá)朗伯原理和牛頓定理,建立了基礎(chǔ)振動作用下的管道非線性偏微分方程,對其進(jìn)行無量綱化及離散化,得到其一階常微分方程,利用等價線性化法將一階常微分方程進(jìn)行線性化處理,推導(dǎo)出等效固有頻率模型。 2、研究了基礎(chǔ)振動下液壓直管道的分岔特性及與等效固有頻率的相關(guān)性,結(jié)果表明,系統(tǒng)在基礎(chǔ)振動下具有非常復(fù)雜的動力學(xué)行為,包括多種形式的周期運動、概周期運動、混沌運動；經(jīng)計算分岔與等效固有頻率相關(guān)性系數(shù)大于0.85。 3、基于等效固有頻率模型研究了流體參數(shù)(流速、壓力)及結(jié)構(gòu)參數(shù)(管長、剛度、內(nèi)徑、壁厚)對管道失穩(wěn)的影響規(guī)律,并通過正交試驗對參數(shù)的影響順序進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,隨著流體參數(shù)、管長及內(nèi)徑的增大,等效固有頻率降低,越容易失穩(wěn)而發(fā)生分岔,隨剛度及壁厚的增加,等效固有頻率增大,管道越穩(wěn)定；內(nèi)徑及壁厚是影響等效固有頻率的最主要因素；在上述分析的基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)管道選型方法進(jìn)行優(yōu)化,提出了適應(yīng)于基礎(chǔ)振動環(huán)境的新的選型準(zhǔn)則,并推導(dǎo)出了管道的安裝管長計算公式。 4、搭建基礎(chǔ)振動下液壓直管道振動實驗平臺,對基礎(chǔ)振動下管道的動力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了實驗研究,驗證了管道流固耦合數(shù)學(xué)模型及分析方法的正確性,并對實驗和理論之間的誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析。圖40幅,表4個,參考文獻(xiàn)69篇。
【關(guān)鍵詞】：TBM 液壓直管道 穩(wěn)定性 等效固有頻率
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH137;TH113.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 課題來源11
• 1.3 輸流直管道的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 輸流直管道穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.2 輸流直管道振動控制研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 論文主要內(nèi)容及研究思路15-17
• 2 TBM液壓直管道運動微分方程17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 系統(tǒng)運動微分方程的建立17-23
• 2.2.1 流體單元受力分析18-19
• 2.2.2 管道單元受力分析19-21
• 2.2.3 管道的彎曲變形對軸向力的影響21-22
• 2.2.4 管道的運動微分方程22-23
• 2.3 運動微分方程的無量綱化及離散化23-28
• 2.3.1 運動微分方程的無量綱化23-24
• 2.3.2 運動微分方程的離散化24-28
• 2.4 運動微分方程的等價線性化及等效固有頻率28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 3 TBM液壓直管道的分岔特性及與等效固有頻率相關(guān)性研究31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 基礎(chǔ)振動對液壓直管道分岔特性的影響31-39
• 3.2.1 基礎(chǔ)振動頻率對分岔特性的影響32-36
• 3.2.2 基礎(chǔ)振動幅值對分岔特性的影響36-39
• 3.3 分岔與等效固有頻率的相關(guān)性研究39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 4 TBM液壓直管道穩(wěn)定性研究42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 基礎(chǔ)振動作用下流體參數(shù)對等效固有頻率的影響42-44
• 4.2.1 流速對等效固有頻率的影響規(guī)律43
• 4.2.2 壓力對等效固有頻率的影響規(guī)律43-44
• 4.3 基礎(chǔ)振動作用下結(jié)構(gòu)參數(shù)對等效固有頻率的影響44-47
• 4.3.1 單元管長對等效固有頻率的影響規(guī)律44-45
• 4.3.2 彎曲剛度對等效固有頻率的影響規(guī)律45-46
• 4.3.3 內(nèi)徑對等效固有頻率的影響規(guī)律46
• 4.3.4 壁厚對等效固有頻率的影響規(guī)律46-47
• 4.4 系統(tǒng)參數(shù)影響主次的正交試驗47-50
• 4.4.1 正交試驗設(shè)計方法47-48
• 4.4.2 試驗安排及結(jié)果分析48-50
• 4.5 管道系統(tǒng)的減振措施50-52
• 4.5.1 基礎(chǔ)振動下管道選型準(zhǔn)則50-51
• 4.5.2 基礎(chǔ)振動下管道安裝長度的確定51-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 5 TBM液壓直管道振動特性實驗53-66
• 5.1 引言53
• 5.2 實驗?zāi)康?/span>53
• 5.3 實驗系統(tǒng)及實驗方案53-59
• 5.3.1 實驗系統(tǒng)53-57
• 5.3.2 實驗參數(shù)及其測量57-58
• 5.3.3 實驗步驟58-59
• 5.4 實驗參數(shù)設(shè)定及實驗結(jié)果與誤差分析59-64
• 5.4.1 實驗參數(shù)設(shè)定59-60
• 5.4.2 實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析60-64
• 5.4.3 實驗誤差分析64
• 5.5 本章小結(jié)64-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 包日東;聞邦椿;;微分求積法分析彈性支承輸流管道的穩(wěn)定性[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年07期

2 齊忠華;楊天智;;彈性支承管道在脈動內(nèi)流下的穩(wěn)定性分析[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

3 倪樵,張惠蘭,黃玉盈,陳貽平;DQ法用于具有彈性支承半圓形輸液曲管的穩(wěn)定性分析[J];工程力學(xué);2000年06期

4 郭長青;劉紅濤;王曉鋒;張楚漢;;輸流管道在分布隨從力作用下的振動和穩(wěn)定性[J];工程力學(xué);2010年04期

5 王琳;匡友弟;黃玉盈;倪樵;;輸液管振動與穩(wěn)定性研究的新進(jìn)展:從宏觀尺度到微納米尺度[J];固體力學(xué)學(xué)報;2010年05期

6 李玩幽,張洪田,楊鐵軍,劉志剛,張?zhí)煸?張敬秋;船舶管道振動半主動控制技術(shù)實驗研究[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;1999年03期

7 李琳;唐冶;任正義;李慶芬;;具有彈性支承輸流管道的穩(wěn)定性和臨界流速分析[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2010年11期

8 張振華,吳梵,馮文山;載流管道在基礎(chǔ)振動下的振動控制[J];海軍工程大學(xué)學(xué)報;2001年06期

9 張鍇鋒,金基鐸;兩端固定輸流管道在脈動內(nèi)流作用下參數(shù)共振的最優(yōu)控制[J];沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2005年04期

10 金基鐸,楊曉東,尹峰;兩端鉸支輸流管道在脈動內(nèi)流作用下的穩(wěn)定性和參數(shù)共振[J];航空學(xué)報;2003年04期

，

本文編號：863936