输流管道在随从力作用下的稳定性和动力特性分析

发布时间：2025-06-19 22:53

　　输流管道是含参数动力系统的经典问题之一,在水利、航空航天和石油运输等实际工程领域中有广泛的应用,而且在流固耦合力学领域有重要的学术研究价值。输流管道的稳定性研究对实际工程应用中的安全性和耐久性问题有不可缺少的指导意义。论文分别对悬臂输流管道和简支输流管道在随从力以及次随从力作用下的流固耦合问题进行力学分析和数值计算,分析研究了这类问题的稳定性的表现形式以及动力特性。论文主要内容和成果如下:1.对在端部随从力和流体流动共同作用下的悬臂输流管道,以Euler-Bernoulli梁为基础建立管道的运动微分方程,并以梁的振型函数为试函数,采用Galerkin方法对方程进行离散。2.结合管道的无量纲微分方程,通过求解特征值,得到了悬臂输流管道在端部随从力作用下不同质量比和端部随从力随流速的变化曲线以及无量纲临界流速和无量纲复模态频率的变化关系;得到了端部随从力对管道系统稳定性的影响;得到了管道系统发生失稳时的无量纲临界流速和失稳方式。3.建立了悬臂输流管道和简支输流管道在端部随从力与分布随从力共同作用下的运动微分方程,通过对无量纲随从力和无量纲临界流速的变化曲线分析得到了输流管道受分布随从力和端部...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 在附加荷载作用下的输流管道
        1.2.2 随从力和次随从力
        1.2.3 主要工作
第2章 悬臂输流管道在端部随从力作用下的稳定性
    2.1 引言
    2.2 运动方程
        2.2.1 模型及运动方程建立
        2.2.2 运动方程无量纲化
    2.3 求解运动方程与离散降阶
    2.4 计算结果与分析
        2.4.1 端部随从力和质量比与临界流速的变化关系
        2.4.2 无量纲复频率随临界流速的变化
    2.5 小结
第3章 简支输流管道在端部随从力和分布随从力共同作用下的动力特性分析
    3.1 引言
    3.2 运动方程
        3.2.1 模型及运动方程建立
        3.2.2 运动方程无量纲化和离散化与降阶
    3.3 计算结果与分析
        3.3.1 端部随从力和分布随从力同时作用下的简支输流管道
        3.3.2 分布轴向力和分布随从力同时作用下的简支输流管道
    3.4 小结
第4章 悬臂输流管道在端部随从力和分布随从力共同作用下的动力特性分析
    4.1 引言
    4.2 运动方程的建立与求解
    4.3 计算结果与分析
    4.4 小结
第5章 悬臂输流管道在分布轴向力作用下的稳定性
    5.1 引言
    5.2 运动方程
    5.3 计算结果与分析
        5.3.1 质量比和分布轴向力与临界流速的变化关系
        5.3.2 无量纲临界流速与无量纲复频率的变化关系
    5.4 小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要研究成果及结论
    6.2 研究展望
参考文献
附录
致谢



本文编号：4051044