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《主動(dòng)液壓激波作用下管道振動(dòng)控制的運(yùn)動(dòng)分析與試驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第48卷第6期機(jī)械工程學(xué)報(bào)Vo1．48NO．62012年3月J0URNALoFMECHANICALENGINEER【NGMat．2012DoI：l0．3901／JME．2012．O6．149主動(dòng)液壓激波作用下管道振動(dòng)控制的運(yùn)動(dòng)分析與試驗(yàn)研究術(shù)張慧賢，2寇子明，陸春月，4吳娟，f1．太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院太原030024；2．黃淮學(xué)院電子科學(xué)與工程系駐馬店463000；3．山西省礦山流體控制工程中心太原030024；4．中北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院太原030051)摘要：為研究在主動(dòng)液壓激波作用下
2、管道振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性，建立流體的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)出變頻液壓管網(wǎng)激振測(cè)試系統(tǒng)，用特征線法編程對(duì)激波作用下的有壓脈動(dòng)內(nèi)流進(jìn)行數(shù)值模擬。采用有限元法把管道簡(jiǎn)化為梁模型，建立考慮流固耦合的充液管道在激波作用下的振動(dòng)方程，在保證特征線各斷面與有限元節(jié)點(diǎn)重合的前提下，采用Newmark法編程將特征線法求得的流體各斷面橫向壓力載荷施加到管道有限元的單元節(jié)點(diǎn)上，求得各斷面處的動(dòng)力響應(yīng)。仿真結(jié)果表明，管道在軸向彈性支撐條件下，在激波作用下管道各斷面壓力和流速為簡(jiǎn)諧波，但兩者呈反相關(guān)系。其橫向各斷面運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振幅隨系統(tǒng)壓力的升高而升高，發(fā)現(xiàn)管道橫向
3、各斷面振動(dòng)波明顯滯后于各斷面對(duì)應(yīng)的壓力波，而軸向振動(dòng)則由于彈簧與液體軸向力的耦合作用而出現(xiàn)較高的振動(dòng)頻率。數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本比較吻合，揭示出流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)與管道振動(dòng)之間的耦合關(guān)系，為激波作用下管道的二維振動(dòng)特性及可控性研究提供了一些理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：液壓激波激波器特征線法流固耦合有限元法Newmark法中圖分類號(hào)：O351TP29KinematicAnalysisandExperimentalResearchofPipeVibrationControlBasedonActiveHydraulicExcitationForce
4、ZHANGHuixian，KOUZiming，。LUChunyue，WUJuan，(I．CollegeofMechanicalEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024；2．ElectronicScienceandEngineeringDepartment，HuanghuaiUniversity,Zhumadian463000；3．ShanxiProvinceMineFluidControlEngineeringResearchCenter,Taiyuan03002
5、4；4．SchoolofMechanicalEngineeringAutomation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051)Abstract：Tostudydynamiccharacteristicsofpipevibrationunderhydraulicexcitationforcegeneratedactively,atfirstmathematicalmodelofpulsatingfluidisestablishedandacomputercodebasedonthemethodofc
6、haracteristics(MOC1iSdevelopedtosimulateit．ThenthevibrationequationiSderivedconsideringthefluid-structureinteraction．a(chǎn)fterwhichthepipeiSsimplifiedasbeammodelandanalyzedbyfiniteelementmethod(FEM)．wherethenodesofthefluidadoptedbvM0CarecoincidedwiththatofthepipebyFEM．Usin
7、gNewmarkmethod，thedynamicresponseateverycrosssectionofthepipeiSworkedout．Besides，anexperimentalsystemthataxialdirectionofthepipewithelasticsuppoasisdesignedtoverifyit．Thenumerica1simulationsshowthatasimpleharmonicmotionarisesateverycrosssectionofthepipe．butwhereexcitat
8、ionforceiSinversetrendswithflowvelocity．Thelateralvibrationamplitudeofeverynodealongthepipeincreasesastherisingsystem
