船舶輸流管道系統(tǒng)的振動(dòng)研究.pdf

1、管道是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分，管道振動(dòng)是動(dòng)力裝置振動(dòng)的重要方面。強(qiáng)烈的管道振動(dòng)會(huì)使設(shè)置在管道間的附屬設(shè)備，特別是各種焊縫、管路支架等連接處經(jīng)受反復(fù)交變的振動(dòng)應(yīng)力作用，使管道受到附加的疲勞載荷，促使疲勞裂紋的形成與擴(kuò)展，產(chǎn)生松動(dòng)，泄漏甚至爆炸事故。對(duì)于大型船舶，各種不同管徑的管道縱橫交錯(cuò)地布置在船舶的甲板及各種艙室中，由于液體的壓力脈動(dòng)和甲板的振動(dòng)，管道會(huì)發(fā)生振動(dòng)甚至劇烈地振動(dòng)，管道振動(dòng)會(huì)降低管道的輸送效率，引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞，甚至由此

2、導(dǎo)致管系結(jié)構(gòu)破壞，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。無論是對(duì)船舶管道系統(tǒng)還是對(duì)一般工業(yè)管道系統(tǒng)而言，管道振動(dòng)的消減至關(guān)重要。本文的目的就是通過對(duì)管道系統(tǒng)固有振動(dòng)特性和振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行分析，從而在設(shè)計(jì)和安裝過程中就把管道振動(dòng)降到最低的水平，減少因管道振動(dòng)而引起的事故。 本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.采用三維建模軟件Solid Works建立管道的幾何模型，再利用有限元前后處理軟件MSC.Patran建立管道的有限元模型，將有限元模型導(dǎo)入求解

3、器MSC.Nastran中求解，獲得了管道的計(jì)算模態(tài)頻率和振型。 2.對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，利用LMS數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)測(cè)得了管道的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)頻率和振型，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)和計(jì)算模態(tài)的對(duì)比，表明計(jì)算模態(tài)是可靠和準(zhǔn)確的，從而驗(yàn)證了管道有限元模型的正確性。 3.通過對(duì)管道進(jìn)行受力分析，計(jì)算了管道內(nèi)由于壓力脈動(dòng)引起的激振力；隨后通過有限元?jiǎng)恿W(xué)分析對(duì)管道的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算。采用實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)管道的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)