李 阳，方 勃

(沈阳航空航天大学 航空航天工程学部(院)，沈阳 110136)



输液管道热膨胀状态下的超临界振动

李 阳，方 勃

(沈阳航空航天大学 航空航天工程学部(院)，沈阳 110136)

应用工程实践中常用的Euler梁模型，研究在热膨胀作用下，随着液体流速的加快，输液管道的屈曲变形和固有频率的变化情况。通过Hamilton原理推导出输液管道的曲线平衡位形微分方程，并分析了热膨胀对输液管屈曲构型的影响。通过伽辽金(Galerkin)离散方法，得到了在热膨胀作用和液体流速达到超临界时，输液管道一阶固有频率的解析解。对比在液体流速达到超临界时,热膨胀对输液管道屈曲变形和一阶固有频率的影响。

超临界；热膨胀；非线性振动；频率

输液管道的振动在许多工程实践中都有广泛的应用，如航空宇航工程、核电工程、水利工程、石油工程等诸多工程领域[1-2]。早在1993年Paidoussis就对悬臂输液管道进行了非线性振动分析[3]，paidoussis和Semer在1994年分别用微元法和能量法建立了目前比较完善的非线性动力学模型[4]。倪樵和黄玉盈[5]在2001年利用谐波平衡法分析了非线性约束黏弹性输液管的动力学特性。上述研究中，通常假定液体是定常均匀流动的，而在实际工程应用中液体流速有时会随着时间的变化而改变，并且当输液管道的液体流速超过临界值时，就会引起管道的静力屈曲，即发生屈曲失稳[6-8]。荆红英、金基铎[9]等人在2009年计算了一端固定具有中间支承输液管道的临界流速问题，并分析了其稳定性。……