文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
充液圆柱壳耦合振动特性及主动控制研究
姓名:朱海珍
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:刘志刚
20090301
摘要本文首先基于翘逶硕匠萄芯苛顺湟涸仓亲杂烧穸性。推导并求解了耦合振动的频散方程,分析了自由波的频散特性,确定中低频范围内的主要传播波。采用结构振强理论,对单支波传播时振动能量在结构和流体中的分布进行了研究,结合其频散特性分析了该波研究充液圆柱壳在几种不同激励方式下的频率响应和能量分布。利用留数法求解壳体受径向环约束、径向点力或内部声场单极点声源激励情况下的输入导纳和输入能量流。研究振动能量在系统中的分配进而分析振动在系统中的传递路径。结果表明,充液管道中振动能量的分布与激励方式有密切关系:激励力作用在壳壁上,激起的主要是结构振动;扰源在内部流场时,激起的主要是流场脉动。针对不同的激扰方式采取不同的主动控制策略,进行了充液圆柱壳振动主动控制的仿真研究。当激扰源为呼吸模态或梁模态的单支传播波时,分别用一个或两个次级力,根据二次最优控制理论确定要施加控制力的幅值和相位信息,计算旌加主动控制后的能量损失,以此对控制效果进行评价;从理论上研究了针对径向点力激励的振动主动控制并分析了径向环约束对弯曲波传递的影响。最后,设计了实验台架并进行了相关实验研究。提出基于互功率谱法利用电缆和膜测量能量流的方法,测量了输入和传递的能量流。针对呼吸模态流体波设计合适的初级与次级振源,完成了振动主动控制实验,取得了很好的控制效果,验证了主动控制策略的有效性。关键词:充液管道;耦合振动;能量流;;主动控制的波型。哈尔滨撼倘搜妒垦б缆畚
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导师鹱:刳袁闻作者┳:牢和蘽/尹抄甓嘣抡卅年律叭日期:卅年:》月砂伯哈尔滨工程大学学位论文原创性声明学位论文授权使用声明作者┳:半,莎尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。.日期:本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据本论文υ谑谟柩缓蠹纯口在授予学位个月后解密后晒豕こ檀笱徒挥泄夭棵沤斜4妗⒒惚嗟取口
第滦髀研究背景和意义壳式充水管路振动噪声理论概述充液管道系统作为最具代表性的输送系统,在传递质量流、动量流、能量流的同时,管系中也不可避免地会由于系统操作或其它扰动原因产个领域,如城市供水管线、大规模集中供暖系统、大型油田的长距离输起着十分重要的作用,保证管路输送安全是十分必要的。液体管路振动噪声的影响在于管道的振动会传递到其它结构,并激励后者产生声辐射。船舶工业中,管道内的噪声通过管壁向外辐射以及响,对于军用船舶还存在破坏其隐蔽性的问题。和机械振动,降低系统运行的可靠性、影响仪器仪表的精度,严重时可导致管道系统损坏。所以充液管道的减振降噪研究具有广泛的工程背景和重要的现实意义。管路系统在工程应用中的主要特点是:管内流体具有流速、流体流动的方向可以改变、管内可以是高压流体、管流通道上要设置节流装置等。这些特点使得管路系统中噪声产生的原因具有多样性和复杂性。在传输流体过程中,有动力装冕声源、节流装置声源、弯头与分支管声源。动力装置包括各种泵、鼓风机,压缩机等提供流体流动的动力源,节流装置包括各种阀体、扩张与收缩管段等对流体起变流作用的装置,流体在遇到弯头和管路分支的部位也会产生噪声,形成噪声源。生振动噪声,不仅恶化人类的生活环境,而且每年都会由此造成巨大的经济损失。随着我国经济的迅速发展,充液管道系统也越来越广泛地应用于各油管线、核电站的水循环系统等。这些管路系统对国民经济和人民生活在出口处直接向环境中辐射,不仅对船上工作、生活环境产生很大的影管路流体振动除引发噪声外,压力脉动还直接导致管道的应力脉动哈尔滨貉搜妒宦畚
一般地,动力装置声源除了对流体提供压力扰动外,还存在由于动力装置自身的振动导致管壁的振动和对内外空气场的声辐射。节流装置噪声源、弯头与分支管噪声源是由于流体在