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轻微弯曲输流管道的非线性强迫振动特性: 2024年; 为了掌握轻微弯曲输流管道在外激励下的非线性振动特性,基于哈密顿原理建立了轻微弯曲输流管道的非线性振动方程,并使用伽辽金截断法将振动方程离散为非线性常微分方程组。利用增量谐波平衡法求解系统的非线性动力学响应,并使用Floquet理论研究系统响应的稳定性和分岔行为。研究结果表明,轻微弯曲输流管道在一些参数下同时具有软弹簧特性和硬弹簧特性。分析系统参数对响应的影响表明,随着管道弯曲程度增加,系统的响应特性由硬弹簧特性转变为软弹簧特性。可见,管道的初始弯曲是影响输流管道系统振动特性的重要因素,因此在输流管道的设计中必须考虑管道弯曲构型的影响。; 郝鑫张超杰王则杨雪霞树学峰; 关键词：增量谐波平衡法鞍结点分岔

具有环状运动约束的悬臂输流管道的非线性振动特征被引量：1: 2024年; 本文对具有环状运动约束的悬臂输流管道的空间弯曲振动进行研究,目的在于考察约束刚度系数、约束放置位置对管道的两类周期运动(包括平面周期运动和空间周期运动)及其稳定性的影响规律.首先,在已有文献的基础上,将运动约束对管道的作用模拟成非线性立方弹簧模,得出振动方程.其次,运用Galerkin方法将振动方程离散成常微分方程组,结合基于中心流形—范式理论的投影法与平均法,给出了决定系统定性动力学性质的相关系数(包括临界特征值随流速的变化率及非线性共振项),取模态截断数为6,在几组约束刚度值和约束位置处计算了上述系数,据此考察了运动约束对管道的周期运动的影响,总结出了如下结论:在约束位置取定时增加约束刚度,或在约束刚度取定时增大约束位置至管的固定端的距离,均会使得管道的稳定平面周期运动对应的质量比区间减小,稳定空间周期运动对应的质量比区间增大;约束位置距管的固定端越远,约束刚度的变化对管道动力学行为的影响越明显.最后,对上述通过投影法和平均法得出的结论,本文在特定的质量比处数值求解了原振动方程的6模态Galerkin离散化方程,绘制了位形图、相图和Poincaré映射图,计算了频率,从而验证了相关的分析.; 郭勇; 关键词：输流管道弹簧

黏弹性悬臂输流管道的稳定性和动力响应分析: 为了研究黏弹性悬臂输流管道的动力特性，本文以Euler梁模型与Kelvin型黏弹性模型为基础建立了管道模型，并推导了系统的偏微分运动方程，再通过伽辽金法进行离散，采用特征值分析研究线性系统的动力特性和稳定性，采用四阶龙格...; 漆发辉; 关键词：流固耦合输流管道动力响应

粘弹性两跨输流管道的流固耦合动力特性分析: 2023年; 以Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了粘弹性多跨输流管道的运动微分方程。运用Laplace变换对该方程进行求解,得到了多跨输流管道固有特性的Green函数解。研究了两跨与单跨简支输流管道固有特性之间的关联,以及粘弹性系数对两跨简支输流管道固有频率的影响。结果表明:两跨管道含有单跨管道的固有特性;增加粘弹性会提高系统的颤振失稳临界流速和高阶(阶数大于跨数)的发散失稳临界流速。; 刘颖王威夏艳波周凌峰; 关键词：GREEN函数粘弹性

旋转Timoshenko输流管道的固有频率和稳定性分析被引量：3: 2023年; 基于Timoshenko梁模型,本文研究了旋转输流管道在自由振动状态下的流固耦合振动特性.考虑流体压力、重力、初始轴应力作用,基于Hamilton原理和欧拉角转换,推导得到了旋转Timoshenko输流管道的偏微分方程.根据Galerkin截断法将运动方程进行离散,通过求解系统的特征方程即得到输流管一阶复频率的实部和虚部,实部代表固有频率,虚部代表能量变化.在流速较高时,研究发现必须考虑4阶及以上Galerkin截断,才能得到稳定的结果.通过与Euler-Bernoulli梁模型对比,验证了本文结果的正确性.研究发现针对短粗型管道,Timoshenko梁模型更加精确.此外研究了多种参数对旋转Timoshenko输流管道固有频率和振动稳定性的影响.研究结果表明质量比、流速、剪切系数对Timoshenko输流管道流固耦合振动的稳定性影响显著,而转动惯量、重力、流体压力和初始轴应力在一定程度上也会影响管道振动的频率和稳定性.转速的出现将管道频率分为两个量值,但转速并不影响系统能量变化.; 杨佳丽杨虹李伟; 关键词：输流管道固有频率稳定性分析

2∶1内共振下超临界输流管道的强迫振动被引量：1: 2023年; 高流速输流管道广泛应用于航空航天发动机等领域。为了掌握其在超临界流速下的动力学响应特征,基于坐标变换法建立了超临界输流管道的运动方程,并使用Galerkin截断法将运动方程离散为非线性常微分方程。通过增量谐波平衡法求解系统具有2∶1内共振时的非线性动力学响应,通过Floquet理论研究系统响应的稳定性和分岔行为,并使用数值积分法模拟了系统的拟周期响应。研究结果表明:当系统存在2∶1内共振时,系统响应发生不对称的双跳跃现象;而且2∶1内共振会导致能量在模态间相互转移,导致系统发生鞍结点分岔和Hopf分岔行为,引起系统响应的拟周期行为。分析系统参数对响应的影响表明,增加阻尼和减小激励幅值可以降低系统发生拟周期响应的可能性。可见,2∶1内共振是影响输流管道动力学特征的重要因素,因此设计中应该避免系统存在2∶1内共振,也可通过增加阻尼或减小激励的方式减少系统发生拟周期响应。; 王则耿佳李满枝; 关键词：内共振增量谐波平衡法 HOPF分岔

内外环流作用下轴向运动自转输流管道的动力学分析: 本文研究的动机来自深孔加工刀具系统的振动问题。深孔加工技术被广泛运用于深海能源开采、军工制造、航空、航天等领域，但是由于深孔加工刀具系统振动的影响，使得深孔加工产品在精度、效率和材料上越来越难以满足甚至根本达不到要求，导...; 毛永恒; 关键词：深孔加工动力学分析

具有非对称横截面的悬臂输流管道的非线性振动特征: 2023年; 在形心主惯性轴坐标系下推导了横截面具有“大”对称破缺的悬臂输流管道的非线性空间弯曲振动方程.运用Galerkin方法将振动方程离散成常微分方程组.基于振动方程的6模态Galerkin离散化方程,通过数值计算考察了输流管道在两个主方向上的失稳情况.结果表明:当两个主方向的无量纲弯曲刚度的差较大时,管道在两个主方向不会同时失稳;当两个无量纲弯曲刚度的差不超过一定值时,管道在特定的质量比处可同时在两个主方向上发生失稳.若“同时失稳”发生在两条临界流速曲线的非滞后段,则流速增加时管道颤振:或做稳定的环面运动,或在较大刚度方向做稳定的周期运动,或在较小刚度方向做稳定的周期运动.若“同时失稳”发生在两条临界流速曲线的滞后段与非滞后段的交点处,则不管流速增加还是减少,管道均会颤振:流速增加时若在较大(较小)刚度方向做周期运动,则流速减少时将在较小(较大)刚度方向做周期运动.; 郭勇; 关键词：输流管道临界流速

端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的稳定性分析: 2023年; 在端部随从力和黏弹性的共同作用下输流管道可能会表现出更加丰富的动力学特性,研究了端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的稳定性。管道黏弹性采用Kelvin模型,以Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了流动流体和端部随从力共同作用下管道的运动微分方程,采用Galerkin法对其进行离散。利用特征值分析了端部随从力、黏弹性系数与质量比对系统失稳临界流速的影响。通过计算得到了不同参数下复频率实部、虚部随流速的变化曲线,分析了各参数对管道振动特性与稳定性的影响。结果表明:端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的失稳方式为颤振失稳;端部随从力的大小和方向对系统失稳临界流速有较大影响,增大端部随从力,系统发生失稳的临界流速会减小;增大管道黏弹性系数,系统发生失稳的临界流速会略微增加;增大质量比,系统发生失稳的临界流速也随之增大。; 王艳红郭长青陈翔瑜; 关键词：黏弹性输流管道颤振

单边约束下受多源激励作用输流管道的碰振响应与稳定性分析: 输流管道在复杂的工作环境下可能出现与单边约束产生的碰撞振动和多源激励共同作用问题,导致系统出现复杂的动力学行为,本文提出一个非线性弹簧(受拉时刚度几乎为零、受压后刚度迅速增大或受拉时刚度迅速增大、受压后刚度几乎为零)模拟...; 王天林; 关键词：输流管道激励机制临界流速

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