具有刚性间隙约束输流管的碰撞振动

摘要：

管道与间隙约束间的碰撞振动是工程输流管结构的一个重要动力学现象.迄今,人们通常采用光滑的非线性弹簧来模拟管道与间隙约束之间的碰撞力,但这种光滑的碰撞力无法真实反映碰撞前后管道状态向量的非光滑传递特征.本文基于非光滑理论建立了具有刚性间隙约束简支输流管的非线性碰撞振动模型,利用Galerkin法离散了无穷维的管道模型,并引入恢复系数构造了碰撞前后管道各处状态向量的传递矩阵,运用四阶龙格库塔法分析了脉动内流激励下管道与刚性间隙约束的非光滑碰撞振动现象,着重讨论了刚性间隙约束参数对管道动态响应随流速脉动频率变化的影响规律,特别是碰撞振动的周期性运动规律.研究结果表明,刚性约束间隙值对管道碰撞振动行为的影响较大,在某些脉动频率下管道会出现多周期和非周期性的运动形态,还可出现非光滑系统特有的黏滑现象.此外,碰撞恢复系数对管道振动的影响也比较显著,较小的恢复系数值更容易使管道在大范围脉动频率区间出现复杂的非周期碰撞振动.

关键词：输流管、刚性间隙约束、碰撞振动、分岔、黏滑运动

所属期刊栏目：52

分类号：O322(振动理论)

资助基金：国家自然科学基金;"机电汽车"湖北省优势特色学科群开放基金

在线出版日期：2020-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1498-1508