運用ANSYS Workbench軟件建立不同彎曲半徑的彎管模型,分析了彎曲半徑對所受流體壓力以及內(nèi)部流速分布的影響,得到了彎曲半徑和管道入口壓強對固有頻率和整體變形的關(guān)系。結(jié)果表明:彎曲半徑對流速分布影響顯著,彎頭處內(nèi)側(cè)流速大,外側(cè)流速小;彎曲半徑對彎頭后段內(nèi)壁壓力影響顯著;彎頭處內(nèi)側(cè)受壓小,外側(cè)受壓大;彎曲半徑對整體變形的影響較小,而管道入口壓強對整體變形的影響大;管道2、3階固有頻率隨著彎曲半徑的增大有下降趨勢,隨著彎曲半徑的增大4階固有頻率增大明顯。 

【文章來源】：南華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,34(02)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

求解流程圖

1)采用ANSYS-Geometry模塊建模，如圖2所示，設(shè)某輸流彎管直徑d=64 mm，壁厚h=2 mm，幾何尺寸L1=L2=500 mm。管道材料為結(jié)構(gòu)鋼，其密度為7 850 kg/m3，彈性模量為200 GPa，泊松比為0.3，管道內(nèi)的流體介質(zhì)為水，其溫度為22℃，密度為998.2 kg/m3，流體黏度γ為0.001 kg/(m·s)。2)采用ANSYS-Mesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖3所示，分別劃分流體域和固體域網(wǎng)格，并在流固交界面設(shè)置加密的網(wǎng)格膨脹層，綜合考慮計算時間和精度后，盡量使用六面體單元，并設(shè)置單位網(wǎng)格尺寸為3 mm。

2)采用ANSYS-Mesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖3所示，分別劃分流體域和固體域網(wǎng)格，并在流固交界面設(shè)置加密的網(wǎng)格膨脹層，綜合考慮計算時間和精度后，盡量使用六面體單元，并設(shè)置單位網(wǎng)格尺寸為3 mm。3)劃分網(wǎng)格后分別在流體域和固體域模塊中進(jìn)行前處理。在流體前處理中首先定義流體的區(qū)域并將流體材料設(shè)置為水，不考慮熱能傳遞和湍流的影響，然后添加荷載，將入口總壓設(shè)置為3×101.325 kPa,5×101.325 kPa,8×101.325 k Pa,12×101.325 k Pa，出口設(shè)置為1×101.325 k Pa。固體結(jié)構(gòu)前處理時，將管道材料設(shè)置為結(jié)構(gòu)鋼，兩端設(shè)置為固定約束并定義流固接觸面。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Workbench的流固耦合作用下彎管的振動分析[J]. 趙寧.  遼寧化工. 2017(08)
[2]基于ANSYS Workbench的液壓管道流固耦合振動分析[J]. 夏永勝,張成龍.  流體傳動與控制. 2017(03)
[3]輸流彎管流固耦合振動有限元分析[J]. 竇益華,于凱強,楊向同,曹銀萍.  機械設(shè)計與制造工程. 2017(02)
[4]彎曲輸流管道流固耦合動力特性分析[J]. 俞樹榮,馬璐,余龍.  噪聲與振動控制. 2015(04)
[5]基于ANSYS的輸流管道流固耦合特性分析[J]. 喻萌.  中國艦船研究. 2007(05)
[6]輸流曲管的振動穩(wěn)定性分析[J]. 劉鳳友.  強度與環(huán)境. 1991(01)

博士論文
[1]管路系統(tǒng)流固耦合動力學(xué)計算及特性分析[D]. 李帥軍.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[2]考慮流固耦合的管路系統(tǒng)振動噪聲及特性研究[D]. 李艷華.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[3]輸流管道與軸向流中板狀結(jié)構(gòu)的流致振動與穩(wěn)定性[D]. 郭長青.清華大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于ANSYS Workbench的管道系統(tǒng)流固耦合振動特性分析[D]. 于瀛.東北大學(xué) 2017
[2]基于ANSYS Workbench的輸液管道振動特性分析和振動控制的研究[D]. 王濤.河北科技大學(xué) 2011



本文編號：3546305