一种L型输流管路的半解析动力学建模方法技术

本发明专利技术提供一种L型输流管路的半解析动力学建模方法，包括：基于半解析法，将L型管路分解成直

【技术实现步骤摘要】
一种L型输流管路的半解析动力学建模方法


[0001]本专利技术涉及机械动力学
，具体而言，尤其涉及一种L型输流管路的半解析动力学建模方法。

技术介绍

[0002]管路是连接航空发动机润滑油系统、燃油系统、调节系统、启动系统等附件的重要部件。当流体在管路内流动时，管路的振动和管路系统的共振会诱发更多的故障，这将直接影响航空发动机的试验进度。因此，管路输送流体的动力学研究是一个重要的问题。在学术研究中，航空液压通常将管路简化为流体输送管路模型和卡箍支撑模型。
[0003]根据航空发动机的内部形状限制，单独的直管或弯管已经无法满足工程需要。因此，直弯组合输流管道的动力学特性值得研究。其中，L型管道模型更接近工程实际，研究成果更具有实用性。目前，针对输流管路的动力学分析方面取得了丰富的成果。为了更好地分析流固耦合(FSI)作用对输流管路固有特性的影响，学者们采用传递矩阵法、半解析法和有限元法等方法建立管路系统模型。传递矩阵法适用于链式管路结构，应用范围广，但往往存在数值不稳定的缺点。有限元法在处理复杂的构形管道和复杂的边界条件方面具有优势本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种L型输流管路的半解析动力学建模方法，其特征在于，包括：基于半解析法，将L型管路分解成直
‑
弯
‑
直模型，建立L型输流管路系统动力学模型；对建立的L型输流管路系统动力学模型进行模型验证，得到验证后的模型；基于验证后的模型，模拟流体参数对L型输流管路固有频率的影响，验证L型输流管路系统动力学模型的正确性。2.根据权利要求1所述的L型输流管路的半解析动力学建模方法，其特征在于，所述基于半解析法，建立L型输流管路系统动力学模型，包括：建立弯管控制方程；建立直管控制方程；将弯管控制方程和直管控制方程进行组合，建立L型输流管路系统动力学方程。3.根据权利要求2所述的L型输流管路的半解析动力学建模方法，其特征在于，所述建立弯管控制方程，具体包括：分别用u
x
、u
y
和u
z
表示弯管中任意一点的x1、y1和z1方向的位移，表示如下：u
y
(x,z,t)＝v(x,t)
‑
zθ(x,t),u
z
(x,y,t)＝w(x,t)+yθ(x,t),其中，θ、φ和是在点上关于三个坐标轴的横截面旋转；转动和位移之间的关系如下所示：采用拉格朗日应变理论描述几何非线性，描述应变与位移之间的非线性关系：根据修正的耦合应力理论，耦合应力张量m的偏部分和对称曲率张量γ表示如下：根据修正的耦合应力理论，耦合应力张量m的偏部分和对称曲率张量γ表示如下：m＝2l2μγ其中，u为位移矢量，θ为旋转矢量，l为测量耦合应力效应的材料长度尺度参数；将弯曲管道的应变能表示如下：将曲线管道中心线处的流体速度表示如下：
其中，A
p
为管道截面积，A
f
为流体截面积，ρ
f
为流体密度，ρ
p
为管道密度，U
p
为轴向力P所做的功，U
f
为流体压力所做的功；应用扩展的哈密顿原理，得到卡箍支撑的弯管的控制方程，积分时间从t1到t2，表达式如下:如下:其中，δT为虚动能，δU为虚势能，δW为虚功。4.根据权利要求2所述的L型输流管路的半解析动力学建模方法，其特征在于，所述建立直管控制方程，具体包括：根据哈密顿原理，得出直管输送流体的流固耦合振动方程：5.根据权利要求2所述的L型输流管路的半解析动力学建模方法，其特征在于，所述将弯管控制方程和直管控制方程进行组合，建立L型输流管路系统动力学方程，具体包括：为了在有限维函数空间中求得近似解，利用伽辽金离散技术对连续系统进行离散化，将曲线管道的变形表示为：将曲线管道的变形表示为：将曲线管道的变形表示为：将曲线管道的变形表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辉，陈维娇，曹一明，郭旭民，葛寒，孙伟，李晖，汪博，王鑫，张秉杰，谭莉，林君哲，韩清凯，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：