输流管道的超临界固有频率分析

《输流管道的超临界固有频率分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第30卷第4期沈阳航空航天大学学报v01．30№．4三旦!!幽JournalofShenyangAerospaceUniversityAug．20132222222222222222222===22=================================一呈文章编号：2095—1248(2013)04—0028—04输流管道的超临界固有频率分析缪旭，金基铎，杨天智(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：本文基于Kelvin粘弹性模型的横向非线性振动微分控制方程，推导了两端支承输流管道的后屈曲微分方程。得到出两端铰支输流管道的屈曲构型表达式。当输流管道内的流体

2、流速加快，并且超过临界流速时，输流管道的零平衡构型发生屈曲变形。对于超临界状态下输流管道系统的扰动方程，利用伽辽金(Galerkin)方法，得到了输流管道在超临界状态下的非线性振动的第一阶固有频率的解析表达式。关键词：一般力学；超临界输流管道；几何非线性；固有频率中图分类号：0322文献标志码：Adoi：10．3969／j，issn．2095—1248．2013．04．006Analysisofnaturalfrequencyoffluid-conveyingpipelineinthesupercriticalregimeMIAOXu，JINJi—duo，YANGTian-zhi(Facult

3、yofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：Inthisstudy，thepost-bucklingdifferentialequationoffluid—conveyingpipelinessupportedatbothendsisderivedfromthedifferentialgoverningequationforthenonlineartransversevibrationofKelvinvis-coelasticmodel．Theexpressionofbucklingco

4、nfigurationsforhinged—hingedfluid—conveyingpipelineisob—tained．Itisfoundthatthestraightequilibriumconfigurationturnsintotheunstableandbdcklingdeformationastheflowspeedoffluidexceedsthecriticalvalue．Fortheperturbationequationforthesupercriticalpipingsystem，，theanalyticexpressionofthefirstsupercritica

5、lnaturalfrequencyforthenonlinearvibrationofSU-percriticalfluid—conveyingpipelinesisobtainedinGalerkinmethod．+Keywords：generalmechanics；supercriticalfluid—conveyingpipeline：geometricnonlinearity；naturalfre—qUenCy输流管道振动问题在航空航天、水利工程以及海洋工程等相关领域中有着广泛的应用¨。2J。不同边界条件下的输流管道非线性动力问题学更是得到了国内外研究者的广泛关注。Yoshizawa等

6、"o早在1986年就用解析法研究了固一铰支混合边界输流管道的参数振动。PaidoussisHl在1996通过对悬臂输流管道进行研究，确定了悬臂输流管道的参数振动空间的不稳定区域。金基铎【5。7o在2003到2005年间对不同边界支承的输流管道采用平均法(KBM)对稳定性进行分析。梁峰旧1等在2008年采用增量协波平衡法(IHB)对脉动流激励下的输流管道的参数共振进行了研究。金基铎和杨晓东等人一1在2009年研究了两端固定输流管道参数共振，并通过实验加以证明。2007年，杨天智¨则将微分求积法(DQM)应用于复杂约束的输流管道，并计算出相应模型的固有频率和临界流速。随后，王琳¨川在2008年也利

7、用微分求积法研究了受约束输流管道的非线性动力学特性。以上这些研究成果主要局限于低速运动状收稿日期：2013—05—15基金项目：国家自然科学基金(项目编号：11202140；11172010；10702045)作者简介：缪旭(1985～)，女，辽宁沈阳人，在读研究生，主要研究方向：非线性动力学与结构振动，E—mail：miaox0607@126．com。第4期缪旭，等：输流管道的超临界固有频率分析