扭转弹簧约束下输流管道在分布随从力作用下的稳定性

采用Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了扭转弹簧约束下输流管道的动力学方程,并利用伽辽金法(Galerkin method)方法将方程离散。通过对特征值的分析,研究了约束弹性刚度、质量比和分布随从力等参数对输流管道复频率特性和临界流速的影响。通过复频率随流速变化的曲线,分析不同参数下管道的稳定性。研究结果表明:随着扭转弹簧刚度增加,管道失稳时的临界流速明显提高;随着分布随从力增加,管道失稳时的临界流速明显减小。当扭转弹簧约束下的输流管道在受到分布随从力作用时,输流管道的失稳方式为发散失稳和颤振失稳。

端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的稳定性分析

在端部随从力和黏弹性的共同作用下输流管道可能会表现出更加丰富的动力学特性,研究了端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的稳定性。管道黏弹性采用Kelvin模型,以Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了流动流体和端部随从力共同作用下管道的运动微分方程,采用Galerkin法对其进行离散。利用特征值分析了端部随从力、黏弹性系数与质量比对系统失稳临界流速的影响。通过计算得到了不同参数下复频率实部、虚部随流速的变化曲线,分析了各参数对管道振动特性与稳定性的影响。结果表明:端部随从力作用下黏弹性悬臂输流管道的失稳方式为颤振失稳;端部随从力的大小和方向对系统失稳临界流速有较大影响,增大端部随从力,系统发生失稳的临界流速会减小;增大管道黏弹性系数,系统发生失稳的临界流速会略微增加;增大质量比,系统发生失稳的临界流速也随之增大。