胡效东，梁泽华，宗丹丹，孙建桂

（山东科技大学机械电子工程学院，山东 青岛 266590）

1 引言

过程工业管道的固有频率和模态阵型是其振动特性的两个重要参数，其属性直接关系到设备工作的安全性和使用寿命[1]。管道在非常小的流速系统也会发生大幅度振动，当流速超过某一定值流速时，管道系统发生流弹性失稳，如管束遭受横向流动时引起的流弹性激振[2]。徐存东[3]等人建立了基于ANSYS有限元的压力管道仿真模型，分析了在不同工况下压力管道的振动模态和变形位移规律，揭示了压力管道的主要振动变形特征。文献[4]等人利用湿模态法提取了泵膜流固耦合模态的过程，得到了湿模态频率相对干模态频率有大幅度地下降的结论。文献[5]等人计算了转子部件的干模态和湿模态的固有频率和振型，研究了清水对结构模态的影响。当管道所受激振力的频率等于或是接近管道固有频率或是管道固有频率的倍数时，很容易引起管道的共振[6]，严重时引起管道的疲劳断裂，造成换热器局部失效甚至整体报废。文献[7]等人采用三种有限元模型结合实验分析了两端固支状态管道各阶固有频率，并计算了在高温状态下管道的振动特性。文献8]等人建立了两端固支状态的管道流固耦合振动控制方程，研究了前两阶的固有频率，临界压力、临界流速与流体压力、流速、固支管道长度之间的关系。

本文针对管道所受激振力引起管道的共振现象，基于结构动力学和有限元分析理论，采用数值模拟和实验相结合的方法，对管道多点激励下的振动响应进行试验和仿真研究[7]，研究管外液体阻尼、约束对管道振动特性的影响及其振动特性随管道自身长度变化的规律。……