温度对两端固支管道振动特性影响分析.pdfVIP

第 5期 机 械 设计 与 制造 2010年 5月 Machinery Design Manufacture 207 文章编号：1001—3997(2010)05—0207—02 温度对两端固支管道振动特性影响分析 木 匡华军 刘永寿 岳珠峰 (西北工业大学 工程力学系，西安 710129) Analysisthetemperaturetothevibrationcharacteristicsofpipelinewithbothends clampedImpact KUANGHua-jun，LIUYong—shou，YUEZhu-feng (DepartmentofEngineeringMechanics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China) 中图分类号：TH16，V214．33 文献标识码 ：A l1jII士面 l]一 。[朋]=0 (2) 有上式得到非零向量 则 管道广泛的运用于海洋工程 、生物工程、电力工业、石油能源 []= [] (3) 工业、核工业、舰船、飞行器动力装置以及 日常生活中，其研究不 式中：—特征值的所对应的特征向量。特征向量可取为： 仅具有理论意义，并且具有广泛的工程背景和经济意义。 l J=1(i=1，2，…，n) 近年来，国内外学者对管道固有频率在多种环境下进行了研 式中：一系统第 i阶模态所对应的固有频率； 究。利用波传播方法理论上分析了有限长埋地管道的振动挣生I， 蛾一系统相应 的振型矢量。 计算了埋地管道的固有频率。根据变分原理采用直接解法求出了 输送管道 自由振动的固有频率。依据平面波动理论采用转移矩阵 3有限元模型 管道的材料为1CrlSNi9Ti不锈钢 ，管道的长度 ，J=1000ram， 和刚度矩阵计算出复杂管道的气柱固有频率。采用有限元方法对 外径D=8mm，内径 d=5．5mm，波松比v=0．3，密度p=7．9x10’Kgm·。， 舰船用蒸汽管道的振动进行数值仿真。采用伽辽金对输液立管的 杨 氏模量与温度的关系，如表 1所示。所研究管道边界条件是固 动力学研究了存在温差海洋输液立管的固有频率。在核工业 、飞 支，即在Patran软件下设位移边界为全约束。有限元模型不能反 行器动力装置中，管道的实际工作温度较高，随着温度的变化，其 映温度对振幅的影响，为了选取合适的有限元单元，分别建立三 振动特性随之发生改变。发动机外部管路工作温度较高，现在的 种单元模型：(1)梁单元：节点数 102，单元数 101；(2)壳单元：3 研究主要集中在常温情况下，没有考虑到管道实际工作时温度对 点三角形单元，节点数 1629，单元数