由充液彎管三維振動模型切入,應(yīng)用動剛度法構(gòu)建了彎管及直管單元的振動求解方法,進而用于組裝求解充液管系的振動,可同時適用于含彎管單元的連續(xù)模型或只含直管單元的離散模型;通過算例對比,證明動剛度法比傳遞矩陣法和有限元法在計算效率和精度上有所提升;與充液L型管道振動實驗測得的加速度頻響曲線對比,驗證了本文對于管道組裝的計算方法的有效性,此外還分析了連續(xù)模型和離散模型的區(qū)別及適用范圍。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖１彎管微元段局部坐標系Ｆｉｇ．１Ｌｏｃａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｉｎｆｉｎｉｔｅｓｉｍａｌｃｕｒｅｄｐｉｐｅ

２充液彎管的計算模型假設(shè)彎管的軸線為一段圓弧，半徑為Ｒ，其圓心角為α。圖１為一段彎管的微元段，建立了局部坐標系，以管道軸線方向為ｓ，與軸線相切為ｚ軸，垂直于管道平面為ｘ軸，則ｙ軸方向可由右手定則確定。Ｖａｌｅｎｔｉｎ等［１４］提出了充液曲管的八方程模型，描述了平面內(nèi)曲管的軸向和橫....

圖２彎管單元組裝Ｆｉｇ．２Ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｃｕｒｖｅｄｐｉｐｅｓ

θｙ２θｚ２ｄ２］ＴＱｅ＝［ｆｘ１ｆｙ１ｆｚ１ｍｘ１ｍｙ１ｍｚ１ｐ１ｆｘ２ｆｙ２ｆｚ２ｍｘ２ｍｙ２ｍｚ２ｐ２］Ｔ下標１和２表示管道的兩端，Ｋｅ為管道單元的動剛度矩陣。３．２管道單元拼接３．２．１連續(xù)模型當管道中使用彎管單元時，ｚ軸方向始終沿管道的軸向，ｙ軸始終指向該段的彎曲方向，....

圖３離散模型的單元組裝Ｆｉｇ．３Ｅｌｅｍｅｎｔｓａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｄｉｓｃｒｅｔｅｍｏｄｅｌ

中Ｔｅ＝Ｔ３Ｔ３１Ｔ３Ｔ３熿燀燄１燅為１４×１４的轉(zhuǎn)換矩陣，Ｔ３＝ｃｏｓ（ｘ，Ｘ）ｃｏｓ（ｘ，Ｙ）０ｃｏｓ（ｙ，Ｘ）ｃｏｓ（ｙ，Ｙ）０熿燀燄００１燅，表示ｘ軸與ｙ軸的變換，Ｔ３矩陣中１表示ｚ軸始終沿管道的軸向，式（８）中轉(zhuǎn)換矩陣的元素１表示流速始終沿管道的軸向，式（９）中轉(zhuǎn)換矩陣....

圖４整體總剛度矩陣的組裝Ｆｉｇ．４Ａｓｓｅｍｂｌｙｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｇｌｏｂａｌｄｙｎａｍｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓｍａｔｒｉｘ

２．３整體動剛度矩陣對于離散模型或連續(xù)模型，均可由式（８，９）或式（１３，１４）得到在整體坐標系下力與位移列向量的關(guān)系為ＱＧｅ＝ＫＧｅＷＧｅ式中ＫＧｅ＝ＴＴｅＫｅＴｅ，為整體坐標系下的單元剛度矩陣。動剛度矩陣的組裝與有限元法類似，假設(shè)有Ｍ個單元，則有Ｍ＋１個邊界節(jié)點，共有（７Ｍ＋....

本文編號：3914918