Friction coupling vibration characteristics analysis of aviation hydraulic pipelines considering multi factors

As the power transmission system of an aircraft,a hydraulic pipeline system is equivalent to the " blood vessel" of the aircraft. With the development of aircraft hydraulic system to high pressure,high speed and high power ratio,the fluid-structure interaction vibration mechanism of hydraulic pipeline is more complex and the influence of friction coupling on vibration cannot be ignored. The fluid-structure interaction of hydraulic pipeline will lead to system vibration,lower reliability of system operation and even pipeline rupture. Taking a hydraulic pipeline of C919 aircraft wingtip as the research object,a 14-equation model of fluid-structure interaction vibration considering friction coupling effect is established in this paper. The effects of friction and fluid parameters on the pipeline fluid-structure interaction vibration characteristics are studied and verified by experiments. The research results will provide theoretical guidance for the analysis of the pipeline fluid-structure interaction vibration and have important theoretical significance and great engineering value for promoting the localization process of large aircraft.

考虑热机耦合的排气歧管多目标优化设计

为了研究温度及热应力分布对排气歧管的振动特性及疲劳寿命的影响,对汽油机排气歧管进行基于热机耦合的频率响应分析.研究发现,由于温度及热应力的不均匀分布会改变结构的刚度,热载荷的存在对传递函数峰值频率及应力幅值均产生了较大影响.热载荷与机械载荷耦合作用下的振动疲劳寿命较不考虑热载荷的振动疲劳寿命低42%,热机耦合在疲劳寿命分析中有着显著的作用,不可忽视.为了优化排气歧管的振动特性并延长其使用寿命,对排气歧管支架进行拓扑优化及多目标形貌优化.通过拓扑优化寻找最佳传力路径;在拓扑优化的基础上以提高排气歧管疲劳寿命为总目标,以提高危险频率段内的1、2、3、6阶固有频率为子目标,通过加权指数法建立目标函数,对支架进行多目标形貌优化确定加强筋位置.进行多目标优化后的排气歧管支架对提高排气歧管振动疲劳寿命效果明显,疲劳寿命较优化前增加了31.2%.

排气管气固耦合系统振动特性

推导出两端简支排气管气固耦合系统振动方程,研究排气管气固耦合系统的振动特性,并通过实验分析排气管气固耦合系统在特殊环境下的频率,为改善排气管的排气消声性能积累经验。

似膏体充填管路振动特性有限元分析

运用ANSYS软件包对一段固支的水平直管进行了预应力模态分析和流固耦合模态分析,研究了预应力管道与充液管道的自振特性,结果表明,似膏体料浆输送过程中对管道产生的作用力使管道固有频率变高,但影响甚微;考虑流固耦合的充液管道与空管道相比固有频率相差约30%,模态振型相差较大。

管桥耦合下管线悬索桥的动力特性和地震反应

为了研究管线悬索桥大直径管线和桥梁的耦合作用对结构动力特性和地震反应的影响,以澜沧江管线悬索桥为研究对象,利用有限元软件建立实桥模型,分析了管线悬索桥在管桥耦合作用下的动力特性,并研究了管桥耦合对桥梁地震反应的影响.结果表明,与未耦合时相比,管桥耦合作用下桥梁结构的自振周期较长,自振模态被激励的先后顺序发生变化;在地震波激励下,管桥耦合作用对管线悬索桥不同构件的受力和变形具有不同的影响,其中索塔顺桥向剪力和主梁横向位移均减小,主梁上弦杆轴力和竖向挠度均增大.在计算过程中考虑管桥耦合作用的影响能够比较真实地反映结构实际的动力特性.

输水管道流固耦合振动数值计算

采用特征线法对输水管道流固耦合振动响应进行数值计算,管道的运动采用4-方程模型描述。研究管道分段时所采用的波速对数值计算结果的影响,以及管道结构阻尼对系统响应的影响。结果表明:采用特征线法求解输水管道系统流固耦合振动响应时,应采用最小波速对管道分段;管道的结构阻尼对系统响应的影响大于液体与管道之间的摩擦阻尼,可以使系统的振动快速衰减。

超高压管线系统气固耦合振动特性的仿真研究

基于工程气固耦合理论和伽辽金法,以某石化企业内压为300MPa的某管段为研究对象,建立了超高压管线系统气固耦合振动的数值模型,并应用任意拉格朗日-欧拉分析方法对管段充气前后的振动特性进行数值分析计算,通过与现场测试结果对比,验证了有限元模型和计算过程的合理性和可靠性,为超高压管线系统减振降噪研究提供理论参考。

不同构形扬矿软管的流固耦合模态分析

以1 000 m水深处100 m长扬矿软管为研究对象,以集矿机在作业范围中间点处形成的软管构形为参考构形,基于有限元理论,建立了两端为固定约束的软管在内流和外流共同作用下的流固耦合模型,研究了内流密度、内流粘度、软管直径及弹性模量对单拱和双拱2种不同构形软管流固耦合振动频率及振型特性的影响。结果表明,双拱构形软管的湿模态前六阶频率小于单拱构形软管;随着内流密度增加,2种构形软管固有频率缓慢降低;随着软管弹性模量和软管直径增加,软管的固有频率明显提高;内流粘度改变对软管固有频率影响较小,可忽略不计;内流密度、内流粘度、软管直径及弹性模量改变时,单拱和双拱2种不同构形软管的振型不发生变化。

油气管道流固耦合振动特性数值分析

油气管道服役时由于内部输送油气会产生压力,使其运行的动态环境发生质变,导致管体结构与内部流体产生耦合等一系列问题。为了减小这些问题有可能对整个管道系统造成的重大危害,以某型油气管道为研究对象,建立了管道流固耦合系统的有限元分析模型,分别对管道的结构、内腔流场及其流固耦合系统的模态进行研究;针对其所处的特殊动态环境,考虑流固耦合效应,进行仿真分析,考察管道耦合系统的整体服役特点。计算结果表明,管道结构的在其低阶模态处表现了较为整体的振型,而在较高的频段内则显示出了大量的局部模态;管道内腔流场的模态振型呈对称分布,耦合系统模态的大部分振型与管体结构较为类似。

温度场分布下汽车排气系统振动疲劳寿命分析

为了研究温度场分布对排气系统振动固有特性与振动疲劳寿命的影响,应用试验和双向流固耦合等数值计算方法分析排气系统固体温度场分布,研究温度场分布对排气系统热模态影响,并采用频域振动疲劳寿命Dirlik估计法对某国六排气系统在温度场分布下的振动疲劳寿命进行分析估算。结果表明,在温度场作用下结构模态频率降低,并且考虑温度分布的疲劳寿命相对室温振动疲劳寿命降低90.8%。因此温度场分布对排气系统的振动固有特性和疲劳寿命影响显著,在产品开发阶段不可忽视。

冰箱压缩机排气管路流致噪声和振动的数值模拟

为研究冰箱压缩机排气管路流、固及声耦合引起的噪声和振动问题,以某型号冰箱压缩机作为研究对象,提出一种网格交接面处理方法解决阀片流固耦合问题以获取排气管路流体脉动信息,利用Ansys和Actran软件计算排气管路流致噪声和振动。定性分析噪声成分以及管路振动特点。研究结果表明:排气管路的低频段流致噪声源主要为单级子声学响应,湍流脉动对其贡献较小;排气管路的振动频率集中在0~600 Hz低频段,管路固有频率与整数倍工频相接近是其振动较为剧烈的主要原因,且弯管圆弧半径越小该处振动幅值越大。本研究可为冰箱压缩机排气管路的设计提供参考。

基于Workbench的流固耦合作用下弯管的振动分析

管道流固耦合会导致结构局部刚度减小,降低结构的固有频率。而在管道与流体的耦合振动中,管道转弯处是耦合振动最敏感区域。因此本文通过流体控制方程和固体控制方程建立系统单向流固耦合方程;在此分析的基础上利用Workbench建立弯管流固耦合有限元模型,分析了流速、压力、管径比这三个重要参数对输水弯管流固耦合系统振动频率的影响。

基于流固耦合的气液两相流管道振动特性分析

气液两相流管道容易发生振动问题,为确保其安全运行,有必要对其进行振动特性分析。根据考虑流固耦合作用的管道前两阶固有频率表达式,运用Matlab软件编程计算管道结构参数和流体参数对管道结构固有频率的影响。结果表明,考虑流固耦合作用时管道结构的固有频率下降明显,固有频率随壁厚和截面含气率的增加而增加,固有频率随管道长度、流体密度以及天然气流速的增加而降低。在实际气液两相流混输管道工程中应重视流固耦合作用对结构固有频率的影响。