輸流管道被應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的方方面面,對(duì)人們高質(zhì)量的生產(chǎn)、生活有非常重要的意義。由于對(duì)輸流管道振動(dòng)特性研究不足和了解不多,往往會(huì)導(dǎo)致輸流管道振動(dòng)破壞事故的發(fā)生,所以,對(duì)輸流管道動(dòng)力學(xué)振動(dòng)特性分析,并對(duì)管道進(jìn)行有效的振動(dòng)控制至關(guān)重要的。作者采用流固耦合理論和方法對(duì)輸流直管和不同彎度輸流彎管的振動(dòng)特性進(jìn)行了對(duì)比研究,并分別對(duì)直管和彎管彎道進(jìn)行了約束振動(dòng)控制研究。分析了管道在一定壓力脈動(dòng)下的瞬態(tài)位移和應(yīng)力響應(yīng)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:（1）基于單向流固耦合,對(duì)輸流直管進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析,研究管道壁厚、管長(zhǎng)、流速和壓力對(duì)直管固有頻率和振型的影響。根據(jù)模態(tài)分析結(jié)果,對(duì)直管進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的諧響應(yīng)分析,對(duì)比各階振幅大小。最后對(duì)直管進(jìn)行約束振動(dòng)控制分析。結(jié)果表明:薄壁管道更容易發(fā)生收縮振動(dòng),在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)適當(dāng)增加管壁厚度,以提高管道系統(tǒng)的穩(wěn)定性;隨著管長(zhǎng)的增加,輸流直管的固有頻率下降很多,更容易被激勵(lì)發(fā)生共振,在工程中對(duì)于長(zhǎng)管道系統(tǒng)應(yīng)考慮適當(dāng)增加約束,以免發(fā)生共振;在常壓和中壓下可以不考慮流固耦合作用壓力對(duì)輸流直管固有頻率的影響;流體流速對(duì)管道固有頻率的影響非常小,可以忽略;輸流直管一階、二階擺動(dòng)振動(dòng)振... 

【文章來(lái)源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 流固耦合作用機(jī)理
        1.2.2 管道流固耦合振動(dòng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 輸流管路流固耦合振動(dòng)分析方法
        1.2.4 輸流管道流固耦合振動(dòng)數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
2 輸流管道流固耦合振動(dòng)特性分析理論基礎(chǔ)
    2.1 流體控制方程
        2.1.1 連續(xù)性方程
        2.1.2 動(dòng)量守恒方程
        2.1.3 湍流的數(shù)值模擬方法
    2.2 固體控制方程
        2.2.1 自由模態(tài)分析
        2.2.2 有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析
        2.2.3 諧響應(yīng)分析
    2.3 流固界面控制方程
    2.4 ANSYS流固耦合分析分類
        2.4.1 單向流固耦合分析
        2.4.2 雙向流固耦合分析
    2.5 本章小結(jié)
3 輸流管道的流固耦合分析流程
    3.1 ANSYS Workbench簡(jiǎn)介
    3.2 ANSYS Workbench單向流固耦合仿真設(shè)計(jì)步驟
        3.2.1 單向流固耦合系統(tǒng)建立
        3.2.2 幾何模型建立
        3.2.3 劃分計(jì)算網(wǎng)格
        3.2.4 流體域邊界條件及固體域載荷和約束施加
    3.3 ANSYS Workbench雙向流固耦合仿真設(shè)計(jì)步驟
        3.3.1 雙向流固耦合系統(tǒng)建立
        3.3.2 壓力脈動(dòng)入口邊界條件設(shè)定
    3.4 本章小結(jié)
4 直管流固耦合振動(dòng)特性分析及振動(dòng)控制
    4.1 管道結(jié)構(gòu)對(duì)直管振動(dòng)特性影響
        4.1.1 管道厚度對(duì)輸流直管振動(dòng)特性影響
        4.1.2 管道長(zhǎng)度對(duì)輸流直管振動(dòng)特性影響
    4.2 流體參數(shù)對(duì)直管振動(dòng)特性影響
        4.2.1 入口壓力對(duì)輸流直管振動(dòng)特性影響
        4.2.2 入口流速對(duì)輸流直管振動(dòng)特性影響
    4.3 輸流直管諧響應(yīng)分析
    4.4 輸流直管支撐優(yōu)化振動(dòng)控制
        4.4.1 入口固定約束
        4.4.2 入口固定約束+出口各個(gè)方向約束或出口固定約束
        4.4.3 入口固定約束+出口固定約束+中間約束
    4.5 本章小結(jié)
5 不同彎度彎管流固耦合靜力學(xué)分析
    5.1 不同角度彎管模型建立
    5.2 流固耦合界面壓力傳遞
    5.3 彎管流固耦合靜力學(xué)分析
        5.3.1 不同彎度彎管流固耦合靜力學(xué)變形
        5.3.2 π/4彎度彎管進(jìn)口、出口和彎道處流固耦合靜應(yīng)力
        5.3.3 不同彎度彎管進(jìn)口處流固耦合靜應(yīng)力
        5.3.4 不同彎度彎管出口處流固耦合靜應(yīng)力
    5.4 本章小結(jié)
6 彎管流固耦合振動(dòng)特性分析及振動(dòng)控制
    6.1 同長(zhǎng)度直管和π/4彎管流固耦合模態(tài)分析
    6.2 不同彎度彎管流固耦合模態(tài)分析
    6.3 輸流彎管諧響應(yīng)分析
    6.4 輸流彎管支撐優(yōu)化振動(dòng)控制
    6.5 本章小結(jié)
7 輸流管道雙向流固耦合瞬態(tài)特性分析
    7.1 管道入口壓力脈動(dòng)施加
    7.2 管道瞬態(tài)振動(dòng)位移
        7.2.1 彎管瞬態(tài)振動(dòng)位移
        7.2.2 彎管振動(dòng)位移頻域分析
        7.2.3 直管瞬態(tài)振動(dòng)位移
    7.3 管道瞬態(tài)振動(dòng)應(yīng)力
        7.3.1 彎管瞬態(tài)振動(dòng)應(yīng)力
        7.3.2 直管瞬態(tài)振動(dòng)應(yīng)力
    7.4 本章小結(jié)
8 總結(jié)與展望
    8.1 總結(jié)
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果
致謝



本文編號(hào)：3170358