現(xiàn)在,輸流管道在工程各領(lǐng)域都有廣泛的應用,而功能梯度材料也吸引了越來越多研究人員的關(guān)注。結(jié)合工程實際和未來發(fā)展方向,本文研究了黏彈性多跨功能梯度輸流管道的振動與穩(wěn)定性問題。首先利用牛頓法和哈密頓原理建立了黏彈性功能梯度輸流管道的運動微分方程,然后采用有限元法、動剛度法、以及由回傳射線矩陣法和波傳播法復合而成的雜交法求解了黏彈性多跨功能梯度輸流管道的固有頻率、振型和振動響應,并將由本文方法計算的結(jié)果與有限元結(jié)果、實驗結(jié)果和現(xiàn)有文獻中的結(jié)果進行對比,驗證本文分析方法的正確性。隨后,分析體積分數(shù)函數(shù)、流體流速、流體壓力、結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)、材料的尺度參數(shù)、非局部參數(shù)以及多跨管道的支撐數(shù)目和支撐位置等參數(shù)對黏彈性多跨功能梯度輸流管道自由振動和穩(wěn)定性的影響。論文的主要研究內(nèi)容以及得出的主要結(jié)論如下:1.采用冪函數(shù)描述功能梯度管道中力學性能的變化,并采用牛頓法以及適用于輸流管道的哈密頓原理建立考慮流固耦合的黏彈性功能梯度輸流管道的運動微分方程。采用有限元法和動剛度法求解了多跨功能梯度輸流管道的固有頻率和振型,并計算多跨輸流管道在瞬態(tài)載荷作用下的位移響應。同時,分析流體流速、流體壓力和體積分數(shù)指數(shù)對多跨功... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學陜西省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 結(jié)構(gòu)流致振動簡介
    1.2 輸流管道流致振動簡介
    1.3 功能梯度材料簡介
    1.4 輸流管道流致振動研究現(xiàn)狀
        1.4.1 輸流管道早期開創(chuàng)性工作
        1.4.2 國內(nèi)輸流管道研究現(xiàn)狀
        1.4.3 任意多跨輸流管道研究現(xiàn)狀
        1.4.4 宏觀功能梯度輸流管道研究現(xiàn)狀
        1.4.5 微納米輸流管道及功能梯度微納米輸流管道研究現(xiàn)狀
        1.4.6 輸流管道流致振動問題計算方法
    1.5 本文主要工作
第二章 黏彈性功能梯度輸流管道力學性能與運動微分方程
    2.1 引言
    2.2 功能梯度管道力學性能
    2.3 功能梯度輸流管道運動微分方程
        2.3.1 牛頓法推導功能梯度輸流管道運動微分方程
        2.3.2 哈密頓原理推導功能梯度輸流管道運動微分方程
    2.4 本章小結(jié)
第三章 動剛度法分析多跨功能梯度輸流管道動力學行為
    3.1 引言
    3.2 功能梯度輸流管道材料力學性能及運動微分方程
    3.3 動剛度法求解多跨功能梯度輸流管道
    3.4 多跨功能梯度輸流管道振動特性及振動響應
        3.4.1 方法驗證
        3.4.2 多跨功能梯度輸流管道振動特性及振動響應分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 雜交法分析黏彈性多跨功能梯度輸流管道的自由振動及穩(wěn)定性
    4.1 引言
    4.2 黏彈性功能梯度輸流管道材料力學性能及運動微分方程
    4.3 雜交法求解多跨黏彈性功能梯度輸流管道
        4.3.1 回傳射線矩陣法
        4.3.2 波傳播法
        4.3.3 雜交法
    4.4 雜交法方法驗證
        4.4.1 實驗驗證
        4.4.2 現(xiàn)有文獻算例驗證
    4.5 多跨黏彈性功能梯度輸流管道的自由振動與穩(wěn)定性分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 多種體積分數(shù)函數(shù)的多跨功能梯度輸流管道自由振動及穩(wěn)定性對比
    5.1 引言
    5.2 多種體積分數(shù)函數(shù)的功能梯度管道力學性能
    5.3 功能梯度輸流管道運動微分方程
    5.4 多種體積分數(shù)函數(shù)的多跨功能梯度輸流管道振動特性分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 基于修正耦應力理論的多跨功能梯度微米輸流管道自由振動和穩(wěn)定性分析
    6.1 引言
    6.2 功能梯度微米管道力學性能
    6.3 數(shù)學模型
        6.3.1 修正的耦應力理論
        6.3.2 功能梯度微米輸流管道運動微分方程
    6.4 雜交法求解多跨功能梯度微米輸流管道
    6.5 多跨功能梯度微米輸流管道的自由振動及穩(wěn)定性分析
        6.5.1 算例驗證
        6.5.2 多跨功能梯度微米輸流管道自由振動和穩(wěn)定性分析
    6.6 本章小結(jié)
第七章 基于非局部彈性理論的功能梯度納米輸流管道自由振動和穩(wěn)定性分析
    7.1 引言
    7.2 功能梯度納米管道的材料力學性能
    7.3 數(shù)學模型
        7.3.1 功能梯度納米管道的非局部彈性理論
        7.3.2 功能梯度納米輸流管道運動微分方程
    7.4 雜交法分析多跨功能梯度納米輸流管道
    7.5 多跨功能梯度納米輸流管道振動及穩(wěn)定性分析
        7.5.1 算例驗證
        7.5.2 多跨功能梯度納米輸流管道自由振動和穩(wěn)定性分析
    7.6 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文和參加科研情況
    1.以第一作者發(fā)表論文
    2.參與的科研項目
    3.專利


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]細長結(jié)構(gòu)的流致振動及其俘能研究[D]. 代胡亮.華中科技大學 2014
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碩士論文
[1]多跨輸流管道振動特性研究[D]. 劉海欣.西安工業(yè)大學 2014
[2]多跨輸流管道的穩(wěn)定性分析[D]. 黃錦濤.華中科技大學 2011



本文編號：3634780