傾斜支撐懸臂和兩端鉸支輸流管道的振動響應(yīng)與分岔特性研究.pdf

1、在現(xiàn)代工業(yè)，如航天、海洋、核電和化工等，輸流管道具有非常廣泛的應(yīng)用，其工作的穩(wěn)定性和可靠性直接影響其相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行。在龐大的管網(wǎng)中，多數(shù)管道都是水平或者豎直支撐的，但由于條件限制，也有一些采用傾斜支撐方式，且管道在架設(shè)過程中難免存在傾斜角度。因此，很有必要開展對傾斜支撐狀態(tài)下輸流管道的動力學(xué)特性分析，為管道的工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和應(yīng)用參考。本文利用非線性振動理論和隨機(jī)非線性動力學(xué)理論，分析了傾斜支撐條件下懸臂和兩端鉸支輸流管道的振動響應(yīng)

2、特性與分岔現(xiàn)象，為工程應(yīng)用中管道的布置和參數(shù)的選擇提供重要依據(jù)，主要工作如下:
　　1)對管道微元和流體微元進(jìn)行受力平衡分析，建立了傾斜支撐條件下懸臂和兩端鉸支輸流管道的振動微分方程，并且考慮了隨機(jī)激勵對輸流管道的影響;
　　2)在單參數(shù)對輸流管道穩(wěn)定性影響的研究基礎(chǔ)上，討論了雙參數(shù)耦合作用對懸臂輸流管道穩(wěn)定性的影響，通過繪制對應(yīng)的振動響應(yīng)曲面，分析了管道振動響應(yīng)特性，進(jìn)而給出了管道振動的穩(wěn)定性區(qū)域;
　　3)通過繪制

3、輸流管道振動響應(yīng)的相圖、Poincare截面圖和分岔圖等，分析了傾斜支撐角度與重力參數(shù)耦合作用對管道振動響應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)了隨支撐角度變化的分岔現(xiàn)象。此外，研究結(jié)果也表明，在一定傾斜支撐角度條件下，不同參數(shù)對輸流管道振動響應(yīng)的影響不同，且傾斜支撐輸流管道的振動響應(yīng)與水平/豎直支撐管道也存在差異;
　　4)通過分析含分布和集中隨機(jī)激勵時輸流管道的振動響應(yīng)特征，討論了這兩種隨機(jī)激勵的中心頻率、譜寬和作用位置等參數(shù)的變化對管道振動響應(yīng)特性