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《沈阳航空工业学院》 2006年
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基于ANSYS二次开发的输液曲管的振动及稳定性分析

朱虹  
【摘要】:输液管在海洋工程、生物工程、石油能源、化工工业、动力水能工业、宇航工业和核工程等领域具有广泛的应用。在一定的条件下,这些管道会发生强烈振动状态不稳定现象,这种振动不仅会产生噪声,当振动强度达到一定程度并持续较长时间会引起管道破裂和流体泄露,经常造成严重后果。因此,避开这些振动现象的出现是管道设计中的重要要求。以前人们对输液管道问题也作了大量的研究,提出了一些研究方法如解析法、迁移矩阵法、精细积分法、有限元法等。但是研究大都针对于输液直管,对输液曲管的研究相对较少,并且由于一些方法的局限性,对输液管实际振型的模拟很少。 本文在查阅大量国内外研究资料的基础上,利用有限元法对中心线不可伸缩的固定-自由、固定—固定、固定—铰支、铰支—铰支四种工程中常见边界条件的输液曲管的振动及稳定性进行深入研究。研究流体流速对其特征频率的影响规律、曲管发生失稳的临界速度及其失稳类型,而且还得出了四种边界条件下输液曲管在不同流速情况下的振型图。 本文的方法是通过对ANSYS这一应用广泛的有限元软件进行UPF二次开发,自定义曲管单元进行求解。即用一种高级语言编制曲管单元程序,然后将单元程序与ANSYS软件进行链接,将自定义单元添加到ANSYS单元库中,从而可以方便快速地利用ANSYS内部的求解器对曲管进行各种类型的分析。 算例结果表明该方法具有计算精度高、节省时间、人机对话、使用方便等优点。论文在ANSYS的UPF二次开发方面提出了创新点,利用该方法对输液曲管的研究也得出了一些新结论。
【学位授予单位】:沈阳航空工业学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH113.1;TP391.77

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 丁幼松;埋地曲管流固耦合振动研究[D];河北理工大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 倪樵,张惠兰,黄玉盈,陈贻平;DQ法用于具有弹性支承半圆形输液曲管的稳定性分析[J];工程力学;2000年06期
2 梁波,唐家祥;输液管道动力特性与动力稳定性的有限元分析[J];固体力学学报;1993年02期
3 魏发远,黄玉盈,任志良,林长圣;分析输液曲管临界流速的迁移矩阵法[J];固体力学学报;2000年01期
4 倪樵,黄玉盈;正交异性输液管的振动与稳定性分析[J];华中科技大学学报;2001年03期
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6 马小强,向宇,黄玉盈;精细积分法分析流引起粘弹输液曲管的稳定性[J];华中科技大学学报(城市科学版);2003年04期
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8 冯振宇,赵凤群,王忠民;考虑剪切变形时的输流管道动力特性分析[J];西北纺织工学院学报;1998年01期
9 冯振宇,赵凤群;固-液耦合Timoshenko管道的稳定性分析[J];应用力学学报;1999年03期
10 刘俊卿,王克林;弹性支承输液管道的临界流速[J];应用力学学报;2003年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 彭公孚;基于ANSYS软件二次开发的钢管砼拱桥吊装施工控制及仿真分析[D];武汉理工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郝婷玥;陈贵清;;流固耦合作用下埋地管道的振动分析[J];四川建筑科学研究;2011年03期
2 王艳林;吴兰鹰;王自东;;新型输液90°弯头结构流固耦合特性[J];北京科技大学学报;2010年07期
3 付传起,刘安生,刘正宁,于凤宛,胡乃尉,刘殿锋;管道减振技术中的孔板压力降公式及其应用[J];大连大学学报;2003年06期
4 包日东;闻邦椿;龚斌;;微分求积法分析水下输流管道的竖向动力特性[J];东北大学学报(自然科学版);2007年02期
5 包日东;闻邦椿;;微分求积法分析弹性支承输流管道的稳定性[J];东北大学学报(自然科学版);2007年07期
6 朱虹;朱晓光;;ANSYS的UPF二次开发技术及在输液曲管振动特性问题中的应用[J];电大理工;2007年01期
7 孙建刚,薛景宏,王振;架空输液管道系统动力反应分析[J];地震工程与工程振动;2000年02期
8 孙建刚,薛景宏,王振;地下输液管道动力反应分析[J];地震工程与工程振动;2000年03期
9 包日东;闻邦椿;;分析两端扭转弹簧约束下简支输流管道的动力特性[J];动力学与控制学报;2007年03期
10 王素莉;朱庆杰;周云章;丛德茂;;流体参数对埋地管道破坏的影响分析[J];防灾减灾工程学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 陈贵清;郝婷玥;丁幼松;;流固耦合作用下埋地管道的横向振动分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
2 江洋;石永久;王元清;施刚;;大型钢结构施工过程模拟与分析综述[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱前坤;串联隔震体系屈曲后屈曲及大变形力学行为[D];兰州理工大学;2011年
2 郭长青;输流管道与轴向流中板状结构的流致振动与稳定性[D];清华大学;2010年
3 张紫龙;耦合输流管系统的非线性动力学行为研究[D];华中科技大学;2012年
4 吕朝锋;基于状态空间架构的微分求积法及其应用[D];浙江大学;2006年
5 鲁丽;非线性板状结构流固耦合复杂响应研究[D];西南交通大学;2006年
6 易云焜;梁拱组合体系设计理论关键问题研究[D];同济大学;2007年
7 王琳;输流管道的稳定性、分岔与混沌行为研究[D];华中科技大学;2006年
8 郑继周;弹性管束换热器各组件动态特性研究[D];山东大学;2007年
9 杨超;非恒定流充液管系统耦合振动特性及振动抑制[D];华中科技大学;2007年
10 薛景宏;跨断层隔震管道分析[D];中国地震局工程力学研究所;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐冶;弹性支承悬臂输液管道的稳定性和临界流速研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 田科;盾构机液压长管道振动模态分析与试验研究[D];中南大学;2011年
3 刘京;水泵机组转动惯量对停泵水锤的影响研究[D];长安大学;2011年
4 霍喜军;不同管型换热管及管内外流体多场耦合数值模拟研究[D];东北石油大学;2011年
5 崔安娜;基于数值分析的液压系统管道流固耦合振动研究[D];华东交通大学;2009年
6 王安庆;钢质悬链线立管力学特性与疲劳损伤分析[D];上海交通大学;2011年
7 李振斌;基于传递矩阵法的输流管道自由振动计算及特性分析[D];华中科技大学;2009年
8 彭晓辉;三维输液管道频率响应分析[D];华中科技大学;2009年
9 贾兴豪;弯管导流结构的优化和数值模拟研究[D];重庆大学;2011年
10 徐振龙;微管道式氢气传感器关键力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 甘文水,侯忠良;地震行波作用下埋设管线的反应计算[J];地震工程与工程振动;1988年02期
2 郭恩栋,冯启民;跨断层埋地钢管道抗震计算方法研究[J];地震工程与工程振动;1999年04期
3 孙建刚,薛景宏,王振;架空输液管道系统动力反应分析[J];地震工程与工程振动;2000年02期
4 陈贵清;郝婷玥;吴班;王兴国;;长输管道抗震研究的新进展[J];地震工程与工程振动;2006年03期
5 王琳,倪樵,黄玉盈;GDQR法用于输流曲管的流致振动研究[J];动力学与控制学报;2005年01期
6 薛景宏,朱福祥,郝进锋;埋地输液管道轴向地震激励下的动力响应(一)[J];大庆石油学院学报;2000年03期
7 黄强兵;彭建兵;杨天亮;;埋地管道在地震波作用下的抗震性能分析[J];工程勘察;2004年03期
8 倪樵,张惠兰,黄玉盈,陈贻平;DQ法用于具有弹性支承半圆形输液曲管的稳定性分析[J];工程力学;2000年06期
9 帅健,许葵;埋地管道的非平稳随机振动[J];工程力学;2002年05期
10 魏发远,黄玉盈,任志良,林长圣;分析输液曲管临界流速的迁移矩阵法[J];固体力学学报;2000年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程进,江见鲸,肖汝诚,项海帆;基于ANSYS的程序界面设计及应用[J];四川建筑科学研究;2002年02期
2 张标标,徐志军,葛蕴珊,刘福水,孙业保;基于ANSYS平台开发曲轴振动分析软件[J];车辆与动力技术;2001年04期
3 陈泽中 ,包忠诩 ,柳和生 ,黄志超;ANSYS二次开发在铝型材挤压中的应用[J];锻压技术;2002年04期
4 刘检华,郭钢,徐宗俊,蹇开林,张力;计算机辅助工程应用及展望[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年06期
5 殷国锋;周志芳;;用DLL实现Visual Basic 5.0与Fortran Power Station 4.0的接口[J];工程地质计算机应用;1998年04期
6 倪樵,张惠兰,黄玉盈,陈贻平;DQ法用于具有弹性支承半圆形输液曲管的稳定性分析[J];工程力学;2000年06期
7 程进,江见鲸,肖汝诚,项海帆;ANSYS二次开发技术及在确定斜拉桥成桥初始恒载索力中的应用[J];公路交通科技;2002年03期
8 梁波,唐家祥;输液管道动力特性与动力稳定性的有限元分析[J];固体力学学报;1993年02期
9 魏发远,黄玉盈,任志良,林长圣;分析输液曲管临界流速的迁移矩阵法[J];固体力学学报;2000年01期
10 王自勤;计算机辅助工程(CAE)技术及其应用[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2001年04期
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3 程坤;PCR-80冷辗扩机模态分析及整机刚度多目标优化[D];合肥工业大学;2005年
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7 艾林;不同器械和方法对磨牙根管预备前后的Micro-CT分析及牙体组织的生物力学研究[D];第四军医大学;2005年
8 刘书强;中厚板轧制过程数值模拟及工艺优化[D];山东科技大学;2005年
9 李焕强;浙江萧山逸恒电厂主厂房桩基设计的可靠性分析[D];成都理工大学;2005年
10 刘林广;小湾拱坝坝肩稳定及加固处理措施研究[D];四川大学;2005年
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