收藏本站
《湖南科技大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

静水扬矿硬管输送过程流固耦合振动的数值仿真与实验研究

卢浩  
【摘要】:扬矿硬管是垂直提升管道系统中的关键设备,对整个采矿系统的安全可靠作业具有举足轻重的作用,一旦其发生破坏,将导致整个提升系统的瘫痪,甚至造成重大事故和经济损失。对管道振动特性的研究是管道系统分析中最基础,也是最普遍的内容,研究重点在于揭示管道固有特性和动态特性的内在规律。本文以垂直悬臂、外部静水、内部流体条件下的扬矿硬管为研究对象,深入分析不同工况下管道的流固耦合振动特性,从而为扬矿硬管设计、校核、振动机理和减振技术研究提供参考和依据。 (1)阐述了有关管道振动的研究进展,重点从扬矿硬管力学分析、流固耦合研究进展、悬臂输流管道振动、管道振动研究模型和方法等方面的研究工作进行了归纳和总结。 (2)论述了管道振动和流固耦合的相关基本理论,进行了静水条件下扬矿硬管受力分析及各物理场耦合分析,在此基础上基于Hamilton原理推导了管道振动微分方程,利用有限元法得到管道流固耦合振动方程,应用流体力学和弹塑性力学建立了管道耦合振动数学模型。 (3)应用有限元软件ADINA建立了管道流固耦合有限元模型,进行了管内流体—管道二者流固耦合以及管内流体—管道—管外流体三者流固耦合模态分析,得到了不同输送颗粒浓度、不同管道截面尺寸下的前10阶固有频率和振型,比较了上述工况条件下无耦合、二者耦合、三者耦合作用下的固有频率,进而深入分析了流固耦合作用对管道固有频率的影响。采用有限元法并通过MATLAB软件进行编程求解,讨论了不同体积浓度、不同流速下管道的固有特性,并将二者耦合下的ADINA求解结果与MATLAB求解结果进行比较,结果表明,两种方法所求结果误差较小,证明了所求结果的正确性。 (4)基于有限元软件ADINA分别建立管道和流体有限元模型,应用ADINA—FSI流固耦合模块进行流固耦合动态特性分析,对不同启动时间、不同约束条件、不同输送浓度、不同输送速度工况条件下的扬矿硬管振动动态特性进行研究,讨论上述工况条件下的应力、位移特性。 (5)在某矿井中的垂直提升管道上搭建了输送过程振动测试系统,采集输送过程中的振动信号,并对采集信号进行处理,对垂直提升过程中的相关振动特性进行实验研究,表明了仿真和实验结果总体趋势一致。
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD522;TB535

手机知网App
【相似文献】
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 侯庆志;任建亭;顾明;;地震动水压力引发的充液管线附加应力[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
2 肖邵予;骆东平;朱显明;;两端用圆板封口的环肋柱壳振动声辐射性能分析[A];湖北省声学学会成立二十周年纪念文集[C];2006年
3 周鹏;;硬管内窥镜的使用维护及术后的保养[A];中华医学会医学工程学分会第七次学术年会论文集[C];2004年
4 林磊;任建亭;姜节胜;;管道轴向流固耦合振动的行波方法研究[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
5 孙士丽;王诗平;姚熊亮;张阿漫;罗寅;;板和加筋板流固耦合振动特性研究[A];黑龙江省造船工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年
6 黎胜;;结构声辐射的快速计算和流固耦合振动的模态分析研究[A];第十届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2005年
7 李莉;岳志勇;沙颖红;杨江飞;胡军;李玉明;王海波;;CT仿真支气管镜在儿童可疑支气管异物诊断中的应用[A];2010全国耳鼻咽喉头颈外科中青年学术会议论文汇编[C];2010年
8 孙麦青;叶放蕾;张红伟;;电视硬管喉镜下低温等离子消融治疗会厌、舌根良性肿物[A];世界中联耳鼻喉口腔专业委员会换届大会及第三次学术年会暨中华中医药学会耳鼻喉科分会第十七次学术交流会暨广东省中医及中西医结合学会耳鼻喉科学术交流会论文汇编[C];2011年
9 朱兴宝;张绎;刘松;陈国龙;李栋平;李敏;范泉水;;微创神经外科便携式可定形内镜视屏手术模式的建立[A];中国医师协会神经外科医师分会第四届全国代表大会论文汇编[C];2009年
10 孙桂祥;辛海滨;;脑出血微创穿刺的深入研究[A];中华医学会神经外科学分会第九次学术会议论文汇编[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;硬管内窥镜的使用维护及术后保养(一)[N];农村医药报(汉);2008年
2 ;硬管内窥镜的使用维护及术后保养(二)[N];农村医药报(汉);2008年
3 本报记者 冯淑娟;国内制管水平 不比国外差[N];中国汽车报;2002年
4 庄庆平;消化内镜二百年[N];健康报;2007年
5 曾克明 刘明安 吴旭;一季度市级地方税收入库开门红[N];巴中日报;2006年
6 西苑医院耳鼻喉科 李蕾;鼻内窥镜的使用[N];保健时报;2008年
7 太钢不锈冷轧厂 刘建忠;液压系统的泄漏与密封件的选择[N];山西科技报;2004年
8 方文熙;如何选择喷灌用管道[N];福建科技报;2004年
9 南京政治学院新闻学系 柯醍褚;现代战争中的新闻舆论战[N];光明日报;2003年
10 省农机修造服务总站 刘志刚;正确安装与使用液压油管[N];河北科技报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 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
2 徐枫;结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 张辉东;水电站厂房结构的非线性和耦联振动分析与模态参数识别[D];天津大学;2007年
4 崔涛;高速列车流固耦合振动及运行安全性研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢浩;静水扬矿硬管输送过程流固耦合振动的数值仿真与实验研究[D];湖南科技大学;2011年
2 韩文虎;水轮机流道流固耦合振动数值模拟[D];昆明理工大学;2008年
3 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
4 吕海艳;输流管道流固耦合振动的频域分析[D];河海大学;2006年
5 王晓锋;叠层板状结构的流固耦合振动特性研究[D];南华大学;2007年
6 马彬;基于状态空间方法的水下结构模态分析[D];大连理工大学;2008年
7 曾国华;输流管道非线性振动模型及仿真研究[D];武汉科技大学;2007年
8 李仲;鞍钢新1号高炉热风炉管路系统振动的相关研究[D];辽宁科技大学;2007年
9 邱艳荣;汽轮机组汽流激振分析与诊断[D];华北电力大学(北京);2008年
10 李辉;深海采矿扬矿硬管流固耦合力学行为及快速分析方 法研究[D];中南大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026