油罐車液體晃動動力特性研究.pdf

1、充液系統(tǒng)動力學(xué)在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)分析中有廣泛的應(yīng)用，一直以來都是國際上研究的前沿課題之一。在航天結(jié)構(gòu)中，如液體火箭、飛船、航天飛機(jī)、單級入軌充液航天器和空間站等，液體晃動的抑制對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制顯得非常的重要。此外，日常生活中，對船舶貯液箱、油罐車中的液體晃動控制以及儲油罐的防震等的研究，也有著重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 我國是個(gè)貨運(yùn)列車大國，油罐列車運(yùn)輸占著重要的地位。油罐列車在運(yùn)行中，不可避免會出現(xiàn)輕微或激烈的晃動，車輛行駛中

2、的不穩(wěn)定會使罐體與腔內(nèi)的液體產(chǎn)生強(qiáng)烈地耦合作用，影響行車的安全和可靠性。 本文假設(shè)圓柱罐剛性足夠大，不考慮罐體的彈性變形，分析罐車在平直軌道上運(yùn)行時(shí)的橫向穩(wěn)定性?？紤]到罐車橫向運(yùn)動的特殊性，分別分析罐體做橫擺、側(cè)滾以及搖頭運(yùn)動時(shí)，罐體中液體的晃動情況。針對罐體全充滿和半充滿不可壓縮無粘液體的情況，建立罐體做橫向運(yùn)動時(shí)罐內(nèi)液體的運(yùn)動方程，并推導(dǎo)出流體力的解析表達(dá)式。最后建立考慮液體晃動影響的罐車簡化模型。此外本文對實(shí)際罐體模型進(jìn)行

3、液體橫向晃動試驗(yàn)，并與有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析。 本文初步研究了液體晃動對罐車橫向運(yùn)動的影響，主要包括以下內(nèi)容： 1、分別分析和建立罐車系統(tǒng)沿平直軌道分別做橫擺、側(cè)滾或搖頭運(yùn)動時(shí)，罐內(nèi)全充滿和半充滿理想液體，箱內(nèi)液體系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)方程。 2、針對罐體的橫擺運(yùn)動和搖頭運(yùn)動，分別建立簡化的罐體-液體耦合運(yùn)動模型，分析液體和罐體的響應(yīng)。 3、建立罐車的多自由度模型，考查液體晃動對罐車橫向運(yùn)動穩(wěn)定性的影響。