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船舶管道结构振动分析及减振研究
| 论文题名： | 船舶管道结构振动分析及减振研究 |
| 关键词： | 船舶系统;管道结构;振动响应;有限元分析 |
| 摘要： | 船舶管道系统主要用以输送流体介质。流体介质包括冷却水、压缩空气、燃油和滑油等等。通常流体主要通过泵的作用在管道内流动，此种流动状态可能引起管道的振动，从而降低管道的输送效率，甚至当振动强烈时，可能使管道结构产生振动疲劳，并由此导致管道结构破坏，造成重大的经济损失。因此，消减管道结构的振动非常重要。本文结合管道结构本身特点，研究其振动响应情况，进而减小管道结构振动强度，从而降低管道振动而引发事故的几率。 本文首先对有限元法及应用进行系统的学习，依据机械振动原理，对管道结构的振动机理进行系统的分析。在此基础上，选取一段弯管，通过改变弯头的角度，对此管道系统进行有限元动力响应分析，总结管道内流体流量恒定的环境下，管道随着弯头角度的变化，其振动特性变化的情况。引用相关实验数据，利用有限元分析对实验数据进行验证，得出管道振动情况与有限元分析结果相近，从而证明用有限元法研究管道振动问题具有一定的参考价值。同时，计算弯头处流体压力脉动激振力，利用有限元分析研究该管的振动情况，得出距离弯头的远近处，振动响应分布情况。 最后通过以上分析研究，得出结论：管道系统中弯头角度的大小和数量多少，直接影响管道结构振动。况且角度越大，振动越大；数量越多，振动也越大。针对这一结论，文中提出在管道生产设计环节，应该减少使用弯头，特别是避免使用大角度弯头，以达到减振的目的。同时也结合管道振动机理,提出管道具体减振措施，如：控制振动源(合理优化动力元件结构，隔离振源等)和调整管道结构系统设置（改变管道尺寸，合理布置支撑等，从而改变固有频率和激振力大小，有效减小管道结构振动）。 |
| 作者： | 张允春 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 张维竞;王俊雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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