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： 玻璃纤维混凝土复合管流固耦合振动特性分析
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 玻璃纤维混凝土复合管流固耦合振动特性分析/.邓晓霞著/.刘艳慧指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.25 |
| 载体形态项： | 60页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 建筑工程学院, 学号2020210483 |
| 提要文摘： | 近几年来，由城市暴雨引起的城市内涝灾害日渐频繁。内涝灾害不仅造成了巨大的经济损失，还严重威胁了居民的人身安全及财产安全。降低内涝灾害的有效手段就是完善和优化管网系统。而管网系统的建设主要有两方面：管路布置及管材选择。各位学者在针对管材方面，进行了大量的研究，找到了一种适宜的新型管材：玻璃纤维增强塑料混凝土复合管。本文则对该管道进行了详细的流致振动分析，弥补了该管道在振动控制设计理论的不足，为该管道的选型及服役条件提供了参考。主要研究内容及结果如下： （1）依据该管道所建立的动力学理论模型，对其进行了流致振动仿真模拟分析。根据管道在不同状态下前30阶的固有频率对比得出，考虑管道的流固耦合作用是十分有必要的。管道在考虑流固耦合作用时，其固有频率相较与自由状态时会有所降低，而频率较低容易引起管道共振，此时管道因共振而产生破坏的可能性大大增加了。 （2）观察各阶模态可以发现，对振动产生影响的主要低阶模态，而根据低阶振型分析的位移数据可知，管道在自由状态下主要发生位移的是混凝土层，而在流固耦合状态下主要发生位移的是FRP层。表明了流致振动对内层的影响最大，也侧面证实了为混凝土管道添加内衬层这一设计的优越性。因此，在针对实际工程振动问题时，只需要考虑低阶模态即可。 （3）基于模态分析，考虑了不同流体影响因素对管道振动特性的影响。在流体速度部分，分别取了5m/s、10m/s、15m/s、20m/s四个速度参数进行探讨研究；在流体压力部分，又分别取了0MPa、5MPa、10MPa、15MPa四个压强参数进行讨论。结果表明，流体速度对管道固有频率影响甚微，可忽略不计；在非高压条件下，流体压力对管道固有频率的影响不大，由此可判定流体速度不是使管道产生形变的主要影响因素，而流体压力这一影响因素只需在必要时考虑即可。 （4）在考虑了流体影响因素后，继而对管体影响因素进行了探讨分析。主要讨论了管体长度、内径、壁厚三个参数对管道振动特性的影响。其中，管体长度变化对管道流固耦合振动分析影响显著。管体长度越长，管道固有频率越低，管道最大位移越大；管体内径的影响程度次之，内径越大，管道的固有频率越高，管道的最大位移越小；管壁厚度的分析结果与管体内径几乎一致。因此，在玻璃纤维增强塑料混凝土复合管的实际工程应用中，我们需要根据数值模拟结果去选取合适的管体长度。这样才能有效避免流致振动对管道的影响，降低管道发生破坏的可能，延长管道的使用寿命。 （5）选取管道中点为观测点，对管道进行谐响应分析。结果表明，随着激励频率的增加，观测点在各方向的位移都出现了峰值。X、Y、Z方向的位移均在频率为4×10-3Hz时达到峰值，而Z方向的位移出现峰值的激励频率有两个：4×10-3Hz、2×10-2Hz，其中4×10-3Hz的峰值最大。三个方向上的最大位移均在4×10-3Hz时出现，说明了在4×10-3Hz对应的阶数，即一、二阶，观测点的振幅最大。表明了管道在此时最容易产生共振，因此在实际工程设计时，应避免一、二阶的固有频率。 （6）在谐响应分析的基础上，对管道应选取的支撑方式进行了探讨研究。结果表明，在有出入口的固定约束的前提下，为管道添加约束来控制振动的方法是可行的，而在管道中部添加约束对控制振动的效果最佳，其他位置的效果略逊一筹。 |
| 并列题名： | Analysis of Fluid-structure Coupling Vibration Characteristics of Glass Fiber Concrete Composite Pipe |
| 题名主题： | 玻璃纤维混凝复合管 流固耦合 模态分析 谐响应分析 学位论文 |
| 中图分类： | TV4-533 |
| 个人名称等同： | 邓晓霞 著 |
| 个人名称次要： | 刘艳慧 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |