基于流固耦合的線性充液卡箍管路振動研究

孫 歡

(天津大學 建筑學院，天津 300072)

基于流固耦合的線性充液卡箍管路振動研究

孫 歡

(天津大學 建筑學院，天津 300072)

充液管路液壓系統廣泛應用于艦船、車床、制冷等大型運輸系統上，由于管子的振動效果是充液流動情況所致，對其研究需要借助于流固耦合理論。本文針對線性充液管路，在有限元理論的基礎上建立振動的流固耦合模型，研究對稱布局限制下的管路振動模態及 Von Misses 應力分布情況，重點分析充液管路長度對壓力波動的影響。結果表明：卡箍設置處能夠明顯減弱振幅，越遠離卡箍設置處振動效果越明顯，共振情況隨著振動頻率的增加明顯得到加強；應力最大點只要布局在管子內部。壓力變化是液壓作用的宏觀表現，波動的曲線反應出充液過程是一個復雜的作用過程，盡量選擇布置長度較短的充液管路。

充液管路；有限元理論；模態分析；振動特性

0 引 言

航空發動機管路是指由管路將發動機各部件之間相互連接，輸送各自規定液體的通道[1]。根據對管路斷裂的統計分析，90% 的斷裂屬于損傷破裂，與充液過程中管路自身的振動造成有關[2]。航空動力系統的故障多是由管路的破裂所引起，而管路振動是導致破裂發生和裂紋延續的主要原因[3]，所以研究供油管路的振動很有必要。

對于充液管路的振動已經有許多學者開展了此方面的研究。最開始源于經典的水擊理論，而經典水擊理論只考慮管壁彈性對管內液體壓力波的影響，而未考慮流固耦合之間的相互作用。……