脈動流體輸液管的非線性振動和混沌動力學(xué).pdf

1、隨著輸液管道系統(tǒng)在航空航天工程、核工業(yè)、化工、機械、海洋工程以及生物工程等各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,輸液管非線性流固耦合振動所導(dǎo)致的系統(tǒng)的破壞也不斷涌現(xiàn),因此輸液管道系統(tǒng)的振動問題受到人們越來越廣泛的關(guān)注。
　　 輸液管道系統(tǒng)蘊含著豐富而復(fù)雜的動力學(xué)行為,包括結(jié)構(gòu)振動、流固耦合、非線性等前沿領(lǐng)域的內(nèi)容,而且其物理模型簡明,易于理解、設(shè)計和制造,便于進行理論研究和試驗研究,因此近幾十年來越來越多的學(xué)者參與到輸液管道的動力學(xué)問題這一領(lǐng)域。

2、隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展和認識上的不斷深化,人們對輸液管的非線性振動與分叉問題的研究有了長足的進展,取得了豐碩的成果,對實際工程起到了很好的理論指導(dǎo)意義。
　　 本課題主要研究了參數(shù)激勵和外激勵聯(lián)合作用下脈動流體懸臂輸液管以及兩端簡支輸液管的非線性動力學(xué)問題。主要研究內(nèi)容和成果有以下幾個方面。
　　 (1)針對參數(shù)激勵和外激勵聯(lián)合作用下的豎直懸臂輸液管模型,研究了該模型分別在主參數(shù)共振-1/2亞諧共振-1:2內(nèi)共振情形和主

3、參數(shù)共振-主共振-1:3內(nèi)共振情形下的非線性動力學(xué)行為,通過數(shù)值模擬,研究豎直懸臂輸液管在兩種共振情形下的復(fù)雜動力學(xué)行為,同時給出系統(tǒng)的相圖、波形圖和頻譜圖,得到該兩種共振情形下的二維相圖、三維相圖、波形圖和頻譜圖,分析了參數(shù)激勵和外激勵的變化對豎直懸臂輸液管振動的影響。
　　 (2)同時考慮管道變形的幾何非線性和管道材料的粘彈性本構(gòu)情況,針對參數(shù)激勵和外激勵聯(lián)合作用下的輸流管道的非線性振動問題,建立了脈動流輸液管的兩端簡支梁的

4、非線性動力學(xué)模型,利用Hamilton原理推導(dǎo)了單側(cè)簡諧均布載荷作用下輸液管的非線性動力學(xué)方程。
　　 (3)針對參數(shù)激勵和外激勵聯(lián)合作用下的兩端簡支輸液管模型,研究了該模型在主參數(shù)共振-1/2亞諧共振-1:2內(nèi)共振情形下的非線性動力學(xué)行為,綜合運用多尺度法和Galerkin離散方法,得到直角坐標形式的平均方程。通過數(shù)值模擬,得到兩端簡支輸液管在該共振情形下的二維相圖、三維相圖、波形圖和頻譜圖,分析了參數(shù)激勵和外激勵的變化對兩端