唐千升， 李朝峰， 闻邦椿

(东北大学机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳 110819)

带有支承间隙的压力管道振动非线性动力学行为研究①

唐千升， 李朝峰， 闻邦椿

(东北大学机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳 110819)

以现代非线性动力学和Sanders薄壳理论为基础，建立了一端带有支承间隙的压力管道的非线性动力学模型，利用Ritz法对模型进行分析。针对非线性系统的具体特点，通过数值计算，得到管壁振动的幅频特性曲线，并研究了支承刚度和支承间隙对管道动力学特性的影响。结果表明：一端带有支承间隙的压力管道的管壁振动幅频曲线呈现出明显的非线性特征。支承间隙和支承刚度对管壁振动响应的各次谐波，尤其是低阶谐波的共振幅值和共振频率有着显著的影响。了解带有支承间隙的压力管道振动非线性动力学行为对管道的设计、安装和日常维护检查工作有着重要的意义。

非线性振动； 压力管道； 间隙模型； 共振频率； 共振幅值

引 言

离心压缩机进出口管道振动破坏是压缩机组振动故障的主要表现形式之一，剧烈的管道振动会造成管道管壁、管道与机器的连接部件发生疲劳破坏、松动、破裂等故障。由于多数情况下管道内处理的是高压有毒气体，所以强烈的管道振动会影响压缩机组安全运行，甚至造成安全事故。因此，对于管道振动的研究有着不可回避的任务。

在压缩机组工作过程中，由于管道管壁的持续振动可能会造成支承件变形，使得其与管壁间产生间隙、松动，从而影响管道的动力学特性，因此有必要对更贴近实际工况的非线性支承的管道动力学特性进行研究。……