组合管道结构流固耦合振动特性分析.pdf
第42卷第2期应用力学学报Vol.42No.2
2025年4月ChineseJournalofAppliedMechanicsApr.2025
DOI:10.11776/j.issn.1000 ̄4939.2025.02.016
组合管道结构流固耦合振动特性分析
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姚胜婕ꎬ王骥骁ꎬ柴怡君ꎬ杨雄伟ꎬ王春明
(1.西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室ꎬ陕西省先进飞行器服役环境
与控制重点实验室ꎬ710049西安ꎻ2.中国核电工程有限公司ꎬ100840北京)
摘要:为研究输流管道结构在流固耦合作用下的振动特性ꎬ采用试验测试和仿真分析获得了组合
管道结构充液及未充液状态下的固有频率和模态振型ꎻ基于双向流固耦合分析方法求解了管道流
致振动响应及流体压力变化ꎬ并开展动响应试验测试与数值结果进行对比验证ꎮ结果表明ꎬ管道固
有频率在流体附加质量的影响下明显降低ꎬ而模态振型基本不受影响ꎻ组合管道结构中直弯管连接
处以及弯头等不连续部位的存在ꎬ会使管内流体状态受到扰动而出现压力波动ꎬ并诱发管道振动ꎬ
且管道的振动频率与其固有频率接近ꎮ研究结果对保证管道系统安全运行具有重要的指导意义ꎮ
关键词:组合管道结构ꎻ流固耦合ꎻ干模态ꎻ湿模态ꎻ振动响应
中图分类号:O327文献标志码:A文章编号:1000 ̄4939(2025)02 ̄0405 ̄10
Analysisoffluid ̄structurecouplingvibrationcharacteristicsof
combinedpipelinestructure
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YAOShengjieꎬWANGJixiaoꎬCHAIYijunꎬYANGXiongweiꎬWANGChunming
(1.StateKeyLaboratoryforStrengthandVibrationofMechanicalStructuresꎬShaanxiKeyLaboratory
ofEnvironmentandControlforFlightVehicleꎬSchoolofAerospaceEngineeringꎬXianJiaotongUniversityꎬ
710049XianꎬChinaꎻ2.ChinaNuclearPowerEngineeringCo.ꎬLtd.ꎬ100840BeijingꎬChina)
Abstract:Inordertostudythevibrationcharacteristicsofthepipelinestructureunderfluid ̄structurecou ̄
plingꎬthenaturalfrequenciesandmodalshapesofthecombinedpipelinestructurewithandwithoutliquid
wereobtainedbytestandsimulationanalysis.Basedonthebidirectionalfluid ̄structurecouplinganalysis
methodꎬtheflowinducedv