一种输流管道防共振可靠性及灵敏度分析方法技术

本发明专利技术涉及一种输流管道防共振可靠性及灵敏度分析方法，得到管道的振动控制方程，并采用动刚度法实现管道固有频率的求解。将不确定性随机变量引入输流管道参数化模型，基于管道固有频率和外激励频率建立输流管道防共振功能函数，通过主动学习Kriging法实现防共振失效概率的高效求解，在防共振失效概率基础上，进一步求解得到防共振可靠性变量灵敏度指标与模式灵敏度指标，通过对灵敏度指标的分析，为输流管道系统的的防共振可靠性及灵敏度评估提供了具体途径，为输流管道的安全优化设计指明方向。

【技术实现步骤摘要】
一种输流管道防共振可靠性及灵敏度分析方法
本专利技术涉及输流管道和可靠性分析技术交叉领域，尤其涉及一种输流管道防共振可靠性及灵敏度分析方法。
技术介绍
输流管道系统广泛应用于航空航天、石油化工、核能、船舶领域的大型机械设备之中，在服役中常常面临极为复杂的振动环境，复杂交变的振动环境常常造成极具破坏性的共振失效，导致设备系统的整体破坏或失效，因此输流管道的防共振分析亟待研究。而输流管道中流体与管壁的流固耦合作用导致管道固有频率常受到流体压强、流速因素的影响而发生变化，此外，输流管道的生产、装配、测量、服役寿命过程中面临着大量不确定因素，进而导致管道固有频率的不确定性。目前的输流管道的专利文献中，多为流固耦合特性预测及减振方法与装置(CN109635500A、中国；CN109740211A、中国；CN109027425A、中国；CN108763741A、中国；CN108763628A、中国)，缺少对输流管道的防共振可靠性研究的关注。输流管道防共振可靠性相关论文中，有少量文献关注了防共振可靠性的研究(两端简支输流管道共振可靠度分析，振动与冲击，201本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输流管道防共振可靠性及灵敏度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：建立输流管道振动控制方程：/n

【技术特征摘要】
1.一种输流管道防共振可靠性及灵敏度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：建立输流管道振动控制方程：



其中，(EI)*表示有效抗弯刚度，Mf为单位长度流体质量，U为流体流速，为p流体压力，Af为流体截面面积，m*为管道单位长度质量，w为管道横向位移，x为管道轴向坐标和t为时间；
步骤2：输流管道固有频率的求解：采用动刚度法求解输流管道振动控制方程，得到输流管道各阶固有频率，阶数由外激励频率范围判断：
h(ω)＝det[Kcg]＝0
其中：ω表示输流管道的固有频率，Kcg为输流管道整体刚度矩阵，下标cg表示添加边界条件的矩阵和向量，det[·]表示行列式运算；
步骤3：建立防共振功能函数，根据步骤2中得到输流管道固有频率，以及外激励频率，即可得到输流管道共振失效概率P为



其中，gi(X)＝Zi(X)-q，gi(X)为第i阶共振失效的功能函数，Zi(X)表示第i阶固有频率和激振力频率的接近程度，q为共振失效的阈值，ωi为第i阶固有频率，S为激振力频率；
步骤4：输流管道防共振可靠性分析：采用主动学习Kriging模型对步骤3中的输流管道防共振失效概率进行求解，从而得到输流管道防共振可靠度，Kriging模型的表达式为
g(x)＝β+z(x)
其中，g(x)待拟合函数，β代表模型全局近似，z(x)为高斯随机过程提供局部偏差，Kriging模型包含Gaussian随机过程，可以提供预测值μg(x)和方差即g(x)～N(μg(x),σg(x))；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆，陈冰茜，刘永寿，仝国军，文永帅，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61