【作者】 曾庆娜； 臧峰刚； 张毅雄； 王东辉；

【Author】 ZENG Qing-na;ZANG Feng-gang;ZHANG Yi-xiong;WANG Dong-hui;Science and Technology on Reactor System Design Technology Laboratory,Nuclear Power Institute of China;

【机构】 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室；

【摘要】 管路结构广泛存在于核电系统,其动力学分析对于整个系统的安全性和安静性至关重要。变截面管作为管路系统中的典型结构,研究其动力学特性具有重要意义。目前研究中针对变截面管路的分析大多基于有限元方法和离散等截面管模型,有限元方法具有普适性但计算复杂管路系统网格量比较大,离散的等截面管模型的离散过程比较繁琐。本文在传统的欧拉-伯努利梁振动模型的基础上,考虑了最典型变截面管路即锥形管的截面面积和惯性矩随轴向长度的变化,针对载轻质气体管路忽略流固耦合效应,通过精确理论分析,得到了含有贝塞尔函数形式的动力学方程的解析解。采用链式传递矩阵方法求解锥形管路的自由振动特性,与离散等截面管方法和有限元方法比较误差都在可以接受的范围,验证了本文理论推导连续传递矩阵方法的正确性。同时通过增加离散等截面单元个数,得到的解无限接近于本文理论方法的结果,进一步验证了理论分析模型的正确性。文章不仅在理论分析的基础上采用传递矩阵方法分析了锥管的自由振动特性,而且丰富了管路系统的场传递矩阵,对于管路系统的动力学特性分析和减振降噪具有指导意义。更多还原

【Abstract】 In this paper,theoretical solutions of free transverse vibration for tapering pipe considering variable cross section have been investigated using Bessel function in low frequency domain.Natural frequency was calculated by transfer matrix method(TMM) based on an accurate theoretical model.The effectiveness and validity of TMM with Bessel function was confirmed in comparison with TMM of discrete uniform pipe and finite element method.The present study was envisaged to provide useful insights for dynamic analysis of pipeline systems.更多还原