用Newmark法求解旋转细长梁的影响因素分析

采用Newmark法求解旋转细长梁问题 ,分析了时间步长、积分常数和直径与杆长比 3个因素的影响 .算例表明 :计算时间步长选择 2～ 10 (°)较为合理 ,能够在保证计算精度的同时 ,提高计算效率 ;积分常数选取值愈大 ,转矩振幅衰减愈快 ,当积分常数取 3 .5 0时 ,旋转杆件能够在 2个周期内趋于稳定 ;直径与杆长之比大于 1∶10 4 时 ,杆件的上、下两端角位移出现明显差异 ,表现出细长杆的旋转特性 .这 3个因素的影响规律与理论分析结论相一致 ,为工程应用提供了计算依据 .

旋转Rayleigh梁在轴向力下的参数稳定性

研究了旋转Rayleigh梁在周期脉动的轴向力作用下的参数振动特性。基于哈密顿原理建立了考虑周期时变轴向力的旋转Rayleigh梁的动力学模型,进而采用Galerkin法得到了关于模态坐标的时域常微分方程。借助多尺度法,得到了参数振动存在的共振条件。分别讨论了轴向力、模态阶数和长细比对系统稳定区的影响,得到了系统的临界失稳曲线。研究表明:细长旋转梁的参数振动有超谐波共振和组合共振两种共振形式;轴向力、长细比对系统的稳定区的位置、大小均有影响,阶数仅对稳定区的位置有影响。

管道内旋转细长梁的固液耦合方法研究

管道内旋转细长梁是石油钻采工程中的特有结构,旋转细长梁不仅与管道内壁产生随机多向碰撞,还与细长梁内外管道和环空流体耦合,是一个复杂的非线性固液耦合系统,迄今还未见该方面的研究文献。该文考虑管道内旋转细长梁的结构和工作状态,将结构动力学方程、流体连续方程和动量方程耦合,推导了界面力和界面位移的计算公式、迭代格式及收敛准则,建立了管道内旋转细长梁固液耦合动力学分析的三维数值模型和计算方法。算例表明:该方法能够描述管道内旋转细长梁的动力学行为,揭示了管道和环空流体与旋转细长梁的耦合效果,具有较高的计算精度和效率,数值计算与实验结果吻合较好。为进一步研究石油钻采管柱的固液耦合动力学提供了可行的计算模型和研究方法。