Определение крутильной жёсткости штуцерных опор для расчёта собственных частот трубопроводов

С. А. Безбородов, А. М. Уланов

Аннотация


Собственные частоты трубопроводов зависят от жёсткости их соединения с оборудованием. Как правило, это штуцерные соединения. Существующие методы расчёта рассматривают эти опоры как абсолютно жёсткие или пренебрегают их жёсткостью, или учитывают только линейные жёсткости, что ведёт к значительным погрешностям (в исследуемой в настоящей работе системе до 12,7 %). Экспериментальное определение крутильной жёсткости штуцерных соединений затруднительно. Поскольку многие трубопроводы закрепляются не одиночно, а пучками, необходимо исследовать также влияние колебаний одного трубопровода на колебания другого. В настоящей работе предложен метод определения крутильной жёсткости, основанный на обобщении экспериментального и расчётного исследований. Экспериментально при помощи лазерного виброметра определяются собственные частоты пучка из двух трубопроводов. При расчётном исследовании с помощью пакета программ ANSYS подбираются значения крутильных жёсткостей вокруг всех трёх осей декартовой системы координат, при которых расчётные значения собственных частот трубопроводов близки к экспериментально полученным. Приведённые результаты расчётного исследования позволяют обсудить влияние крутильной жёсткости штуцерных опор на собственные частоты колебаний трубопроводов. Метод позволяет снизить погрешность расчёта собственных частот до 2,6 %. 


Ключ. слова


Штуцерное соединение; крутильная жёсткость; вибрация трубопроводов

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Zhang K., Li Y., Han B., Wang Zh. Numerical simulation on spanning pipeline’s vibration characteristics and safety in flood //International Conference on Pipelines and Trenchless Technology.2013. P. 986-996. doi: 10.1061/9780784413142.104

2. Старцев Н.И. Трубопроводы газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1976. 276 с.

3. Ghayesh M.H., Païdoussis M.P., Amabili M. Nonlinear dynamics of cantilevered extensible pipes conveying fluid // Journal of Sound and Vibration. 2013. V. 332, Iss. 24. P. 6405-6418. doi: 10.1016/j.jsv.2013.06.026

4. Xu Y., Johnston D.N., Zongxia J., Plummer A.R. Frequency modeling and solution of fluid–structure interaction in complex pipelines // Journal of Sound and Vibration. 2014. V. 333, Iss. 10. P. 2800-2822. doi: 10.1016/j.jsv.2013.12.023

5. Liu G., Li S., Li Y., Chen H. Vibration analysis of pipelines with arbitrary branches by absorbing transfer matrix method // Journal of Sound and Vibration. 2013. V. 332, Iss. 24. P. 6519–6536. doi: 10.1016/j.jsv.2013.06.019

6. Liu G., Li Y. Vibration analysis of liquid-filled pipelines with elastic constraints // Journal of Sound and Vibration. 2011. V. 330, Iss. 13. P. 3166-3181. doi: 10.1016/j.jsv.2011.01.022

7. Безбородов С.А., Уланов А.М. Методика расчёта колебаний трубопровода с демпфирующими опорами из материала МР // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2014. № 1(43). С. 91-97.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-3-448-453

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533