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多跨 U形管固有频率的计算 聂清德。谭 蔚，吴 皓 (天津大学 化工学院，天津 300072) 摘 要：在利用ANSYS有限元软件对u形管固有频率进行数值计算的基础上，对影响频率常数的 各项参数进行了全面的分析。分析表 明，采用端部固支多跨U形管全系统为依据 的计算方法更符 合实际应用；跨数与端跨长度在一定条件下对固有频率影响较大；一定参数条件下U形管系统可 近似地视为直管系统。据此得出的更为准确的频率常数图和近似计算方法，有助于U形管换热器 管束振动的动力分析和安全设计。 关键词：U形管；固有频率；振动；有限元 中图分类号：TQo51．5；TQ050．2 文献标识码：A 文章编号：1001—4837(2011)09—0015—07 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．09．004 CalculationoftheNaturalFrequencies forM ultiplySupportedU ——Tube NIEQing—de，TANWei，W_UHao (ChemicalEngineeringSchoolofTianjinUniversity，Tianjin300072，China) Abstract：Thispaperhasdoneroundedanalysisforparameters thathaveinfluenceonthefrequencycon— stantofU —tube，basedonthefiniteelementanalysisofANSYSsoftware．Theresultshowsthatthecal— culationmethodbasedonthemultiplysupportedU ——tubewith endsfixedconform topracticalapplica- tion．Thespansnumberandendspan lengthhasaconsiderableinfluenceon~equeneyin somecondi． tion．A U —tubesystem ofcertainparametercanbecalculatedasastraighttubesystem．Attheendob— tmnsmoreaccurate~equencyconstantmapsandapproximatecalculationmethodwhichwouldhelpforthe dynamicanalysisandsafetydesignofthetubevibrationinU—tubeheatexchangers． Keywords：U—tube；natural ~equency；vibration；finiteelement — — u形管的最低固有频率，Hz 符号说明： Z——折流板间距 ，ni - u形管内径，m z。——半圆形的弯管端与相邻折流板间的距离，ni - U形管外径，in z：——管板与相邻折流板间的距离，ni u形管材料的弹性模量 ，MPa m——单位管长的质量 ，kg／ni 直管的固有频率 ，Hz，下标n为振型 n——跨数 的阶数 R——弯管中心线的半径，ni 基金项 目：长江学者和创新团队发展计划 (1RT0936) 15 * C