波纹管管道振动特性分析及测试

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4、本人承担。论文作者签名：％ｐ签字曰期：方年月＾曰２／／；论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解武汉捏工大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权武汉轻工大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编，供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复本和电子文件。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）论文作者签名：＾於抑导师签名；Ｉ谷芝ＷＪ（５日签字日期：年月Ｊ日签字日期：年月分类号密级UDC学校代码10496硕士专业学位论文波纹管管道振动特性分析及测试Vi

5、brationCharacteristicsAnalysisandTestingofBellows论文作者张双狮指导教师张家凡教授学位类别工程硕士专业领域机械工程论文提交日期2015年5月18论文答辩日期2015年5月23答辩委员会主席王树才评阅人2015年5月.湖北武汉摘要波纹管是工业管道系统的重要组成部分，在化学工业、电力能源、海洋工程、航空航天等领域有着非常广泛的应用。由于其具有膨胀节的结构形式，使它在管道系统中常常作为缓震降噪装置使用。然而，在使用过程中，波纹管的特殊结构必然导致它与流体的流动之间产生相互耦合作用，不可避免地引起管路振荡，从而降低系统运行

6、的可靠性。本文主要工作的内容是：1）对国标中计算波纹管振动固有频率公式，用ansys有限元软件计算其轴向刚度系数，取代其轴向刚度系数公式，提高其计算非标准波纹管轴向振动固有频率的准确性，并计算波纹管横向振动固有频率；2）利用文献[16]给出的波纹管干模态固有频率的简化有限元算法及实验数据，验证了运用本文壳单元模型进行波纹管干模态计算的正确性；3）采用Pro/E和ICEMCFD联合建模的方式进行有限元模型的建立，给出了快速建立高质量的六面体实体单元网格和壳单元网格的方法，并指出了相比于其他一些方法所具有的优越性。4）利用ANSYSWorkbench14.5以后新增

7、的ACT（用户自定义模块）中的AcousticExtension功能求解得到了充液波纹管的湿模态。5）利用CFX-ANSYS流-固耦合分析模块，在定常流速、两端固支边界条件下，仿真分析波纹管在双向流-固耦合作用下的瞬态响应，得出了响应的位移、速度、加速度值；同时还给出单向流-固耦合作用下波纹管的预应力模态。6）设计了一套研究水流作用下波纹管实际振动情况的输流管道装置，利用DASP信号采集分析仪对波纹管的轴向振动信号和横向振动响应信号进行了采集、分析。通过以上的工作得到以下结论：1）针对非标准波纹管轴向固有频率计算，国标公式中轴向刚度系数计算用有限元计算得出的数值

8、代入，比用国标公式计算值