分布式运动约束下悬臂输液管的参数共振研究

王乙坤; 王琳

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cqvip:输液管道结构在航空、航天、机械、海洋、水利和核电等工程领域都有广泛应用,其稳定性、振动与安全评估备受关注.针对具有分布式运动约束悬臂输液管的非线性动力学模型,分别采用立方非线性弹簧和修正三线性弹簧来模拟运动约束的作用力,研究了管道在脉动内流激励下的参数共振行为.首先,从输液管系统的非线性控制方程出发,利用Galerkin方法进行离散化;然后,由Floquet理论得出线性系统在失稳前两个不同平均流速下脉动幅值和脉动频率变化时的共振参数区域;最后,考虑系统的几何非线性项和分布式非线性运动约束力的影响,求解了管道的非线性动力学响应,讨论了非线性项及运动约束力对管道参数共振行为的影响.研究结果表明,系统非线性共振响应的参数区域与线性系统的共振参数区域是一致的,分布式运动约束力对发生参数共振时管道的位移响应有显著影响;立方非线性弹簧和修正三线性弹簧模型所预测的分岔路径存有较大差异,但都可诱发管道在一定的参数激励下出现混沌运动.

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来源
《力学学报》 |2019年第2期|558-568|共11页
作者
王乙坤; 王琳;
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作者单位

湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053;

华中科技大学力学系工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074;

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正文语种 chi
中图分类非线性振动;
关键词
输液管; 脉动流; 运动约束; 非线性振动; 参数共振;

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