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倾斜支撑悬臂和两端铰支输流管道的振动响应与分岔特性研究
| 论文题名： | 倾斜支撑悬臂和两端铰支输流管道的振动响应与分岔特性研究 |
| 关键词： | 倾斜支撑悬臂输流管道;两端铰支输流管道;振动响应;分岔特性 |
| 摘要： | 在现代工业，如航天、海洋、核电和化工等，输流管道具有非常广泛的应用，其工作的稳定性和可靠性直接影响其相关系统的运行。在庞大的管网中，多数管道都是水平或者竖直支撑的，但由于条件限制，也有一些采用倾斜支撑方式，且管道在架设过程中难免存在倾斜角度。因此，很有必要开展对倾斜支撑状态下输流管道的动力学特性分析，为管道的工程应用提供理论基础和应用参考。本文利用非线性振动理论和随机非线性动力学理论，分析了倾斜支撑条件下悬臂和两端铰支输流管道的振动响应特性与分岔现象，为工程应用中管道的布置和参数的选择提供重要依据，主要工作如下: 1)对管道微元和流体微元进行受力平衡分析，建立了倾斜支撑条件下悬臂和两端铰支输流管道的振动微分方程，并且考虑了随机激励对输流管道的影响; 2)在单参数对输流管道稳定性影响的研究基础上，讨论了双参数耦合作用对悬臂输流管道稳定性的影响，通过绘制对应的振动响应曲面，分析了管道振动响应特性，进而给出了管道振动的稳定性区域; 3)通过绘制输流管道振动响应的相图、Poincare截面图和分岔图等，分析了倾斜支撑角度与重力参数耦合作用对管道振动响应的影响，发现了随支撑角度变化的分岔现象。此外，研究结果也表明，在一定倾斜支撑角度条件下，不同参数对输流管道振动响应的影响不同，且倾斜支撑输流管道的振动响应与水平/竖直支撑管道也存在差异; 4)通过分析含分布和集中随机激励时输流管道的振动响应特征，讨论了这两种随机激励的中心频率、谱宽和作用位置等参数的变化对管道振动响应特性的影响，并总结对应的影响规律; 5)通过对仿真和实验数据的对比分析，研究了不同壁厚和长径比管道振动模态变的化特点，进而给出两种参数对管道振动模态的影响规律;讨论了不同两相流激励对管道振动的影响，并对其振动响应的频谱特征进行了对比分析。 |
| 作者： | 荆帅 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 杨世锡;甘春标 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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