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基于ANSYS Workbench的输液管道振动特性分析和振动控制的研究
| 论文题名： | 基于ANSYS Workbench的输液管道振动特性分析和振动控制的研究 |
| 关键词： | 输液管道系统;液固耦合;节流孔板;振动控制;仿真模型 |
| 摘要： | 输液管道系统普遍存在于各个工业领域，尤其表现在过程工业中。管道系统常因为存在振动而引起的管路以及动力机械的破坏而导致的事故屡见不鲜。其中由于液体的不连续加压所造成的管道系统液固耦合振动是引起管道振动的主要原因。因此有必要从研究输液管道系统的液固耦合振动特性出发，对管道系统的振动控制做更深入探讨和分析。 本文首先通过推导输液管道系统的轴向振动4-方程模型和横向振动4-方程模型了解管道系统液固耦合振动机理。进而通过忽略上述振动控制方程的非稳定项得到其在稳态条件下的控制方程来求解出输液管道系统的初始条件。根据管道系统存在阀门和弯头等物理状态，分别给出其各自的边界条件，为一步建立输液管道系统的仿真模型奠定基础。 利用ANSYS Workbench软件双向隐式迭代法建立输液直管的液固耦合仿真模型，使用联合多个软件的多物理场耦合分析求解器--MFX求解管道和流场在时域内的振动特性，并作进一步的分析。然后通过仿真结果和实验结果的比较验证了仿真模型的正确性。 建立折弯式管道系统的仿真模型，研究在两种不同进口压力载荷形式作用下系统的振动特性。选择更符合工程现实状况的连续脉冲式压力载荷作用下的输液管道系统做振动控制分析。通过在管道出口端部安装不同尺寸节流孔板，计算管道系统的耦合振动特性和减振效果。按孔占孔板面积在40％～10％四种情况进行讨论。由仿真结果可知当孔占孔板面积在20％～1.0％区间时，最有利于本文所建模型振动控制。选择孔面积为16.5％的情况继续进行建模仿真。仿真结果表明，孔径为16.5％的情况对加快管内流场的稳定和抑制管道的振动有一定的作用。 |
| 作者： | 王涛 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 梁建术 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北科技大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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