核反应堆主系统管道的动力特性研究

本文系统研究了核反应堆主系统管道在局部破裂工况下的动力特性及非线性动力响应。采用统一动力子结构方法建立复杂管系的动力计算模型,采用Lanczos法和Arnoldi法分别求解系统的实、复特征值问题,分析了流速大小对系统固有频率的影响,在给定破口处的流体排放力后,采用Lanczos基矢量与模态综合相结合的自由度减缩技术,兼用伪力法、摄动法等技巧,求解管道系统的非线性动力响应。计算表明,采用本文的理论方法所研制的软件对核安全设计审批具有实用价值。文中给出了主系统管道的若干算例。     

输液管道动力特性与动力稳定性的有限元分析

1 引言输液管道动力特性和动力稳定性问题在近30年来受到高度重视,主要是因为它具有广泛的应用价值:如石油管道、热交换器和核反应堆冷却管等;同时这个问题本身也是应用力学中一个引人注目的基本问题.采用有限元法分析输液管道动力特性时,得到的特征方程中的矩阵一般是非对称的,难以求解;或者是由于特征方程中矩阵元素量级相差太大,易出现病态情形.本文很好地处理了这类特征值问题.2 输液管道动力特性的有限元分析     

分析弹性支承输流管道的失稳临界流速

研究了两端弹性支承输流管道静态失稳和动态失稳临界流速. 根据梁模型横向弯曲振动模态 函数，由两端弹性支承的边界条件得到了其模态函数的一般表达式. 根据特征方程具体分析 了弹性支承刚度、质量比、流体压力和管截面轴向力等主要参数对失稳临界流速的影响. 数 值计算结果表明，管道在弹性支承下的动力稳定性比较复杂，在较小的弹性支承刚度和较小 的参数范围内，管道主要表现为动态颤振失稳；在较大的弹性支承刚度和较大的参数作用下， 管道的失稳形式主要表现为静态失稳；并且失稳临界流速随流体压力和管截面轴向压力的增 加而下降，随管截面轴向拉力的增加而上升.     

输流管道动力有限元建模及实验研究

在输流管道系统中由结构-流体相互耦合作用导致的管道振动对工业生产的安全性、经济性具有重要影响。工程中常用有限元中的管单元建立管道动力学模型,用附加质量法或顺序耦合方法进行输流管道系统的动力学分析,这种建模和分析方法可能会造成管道中结构-流体相互耦合效应的缺失。本文搭建了输流管道系统的实验平台,分别在管道无水和充水两种状态下进行管道系统模态实验,并将实验结果分别与所建立的无水管道有限元模型和充水管道流固耦合模型分析结果进行了对比,验证了壳单元及实体单元管道动力学模型的合理性。通过实验和数值分析研究其动力特性发现：壳单元动力学模型更合理准确,管道系统由于流固耦合作用的影响产生了新的振动形态;附加质量法分析结果缺失了系统的某些低阶模态,表明了输流管道系统流固直接耦合动力学建模的必要性。     

水下圆柱壳体固有频率的近似计算分析

水下发射导弹在出、入水以及水下运行过程中,由于流体、水动力以及运动速度的影响,产生附加质量和轴向荷载作用,影响结构振动频率.本文针对水下高速运动结构,给出了流体影响、轴向荷载分别作用以及二者同时作用下,结构频率的固有频率计算方法;并从理论分析、数值模拟和实验研究三个方面对水下的结构的固有频率进行了分析和研究.近似计算表明计算结果具有较好的一致性,而且由于流体和轴向荷载的影响,结构的固有频率有明显下降的趋势,而且对低阶频率影响较大.     

河流油气管道动应力特性及悬跨安全性分析

近年来穿越河流的油气管道的爆管、泄漏事故频繁发生,因此对穿越河流悬跨油气管道进行力学特性分析及安全防控措施研究尤为重要.利用振动破坏准则求得悬跨管道的最大安全悬空长度.利用ABAQUS建立管道和土体的模型,基于流体动力学理论、管土耦合理论以及有限元理论,对河底输油管道的水平悬空段进行动应力研究,得到单跨悬跨管道的长度不得大于悬跨段的0.65,且在施加载荷过程中管道将先发生振动破坏,再发生屈服破坏.依据管道的最大悬跨长度,探索用钢结构支撑法解决管道悬跨长度过长的安全问题.     

三参量固体模型粘弹性输液管道的动力特性分析

推导了三参量固体模型粘弹性输流管道的振动微分方程，计算了在不同无量纲松弛系数和弹性常数比下管道的无量纲临界流速和无量纲自振复频率，并给出了前三阶复频率与流速的关系。计算结果表明，质量比，无量纲松弛系数及无量纲弹性常数比对输流管道的动力特性均有影响。     

输液曲管平面内振动的波动方法研究

采用Flügge曲梁模拟弯曲管道,推导了管内流体的加速度,在总体轴线不可伸长假定的基础上建立了曲管平面内振动的动力学方程;采用波动方法,获得了曲管内振动波的传播和反射矩阵,提出了计算曲管平面内振动固有频率的数值方法。算例分析中,通过计算两端固定半圆形曲管的临界流速并与已有文献结果对比,验证了本文方法的正确性。最后,计算了两端固定半圆形曲管在四种不同流速下的前四阶固有频率,结果表明,管内流速的增大会降低管道的固有频率,当流速增大到某一特定值时,管道的一阶固有频率消失。     

三参量固体模型粘弹性输流管道的动力特性分析

推导了三参量固体模型粘弹性输流管道的振动微分方程 ,计算了在不同无量纲松弛系数和弹性常数比下管道的无量纲临界流速和无量纲自振复频率 ,并给出了前三阶复频率与流速的关系 .计算结果表明 ,质量比、无量纲松弛系数及无量纲弹性常数比对输流管道的动力特性均有影响 .     

基于WDQ法的粘弹性输流管道稳定性分析

在微分求积法（DQ法）基础上,根据多分辨分析理论,以尺度函数为基础构造插值基函数,形成小波微分求积法（WDQ法）,用该方法研究了简支Kelvin型粘弹性输流管道的稳定性问题,给出了不同参数下管道复频率随内部流速的变化关系,分析了外部流速对Kelvin型粘弹性输流管道在不同延滞时间下的振动特性及稳定性的影响。