快锻油压机高压管道的振动分析.pdfVIP

文章编号 ：1672—0121(2013)05—0042—05 快锻油压机高压管道的振动分析 武永红 ，李永堂 ，刘志奇 (太原科技大学 ，山西 太 原 030024) 摘要 ：针对 80kN快锻压机管系振动 问题 ，分析 了压力管道振动原因，采用有 限元方法 ，重点对高压管段 进行 了模态分析与谐响应分析 ；为避免管道结构共振 ，分析 了增加管夹支承及改变支撑性质对管道振动频 率 、应力 、应变 的影 响。同时考虑 了存在预应力管道 的模 态分析 ，得 出预应力 的存在会使管道 固有振动频率略 微增加 。通过对高压管道进行 了流场分析与单 向流 固耦合作用下动力学分析 ，获得 了管道 中流体速度 、压力 的分布规律 与应力、应变云 图，得到管道动态力作用下的危险部位 ，分析结果对快锻压机管道结构设计具有 一 定理论 与实践意义 。 关键词 ：流体传 动与控制 ；高压管道 ；振动 ；有 限元 ；油压机 中图分类号 ：TH113 文献标识码 ：A 0 引言 跨 、弹性支撑弯管的研究 ，而流 固耦合振动作为管道 管道作为液体动力传输 、传动和控制 的基本元 振动分析 的主要方 向之一 ，更是发展飞速 。液流与管 件 ，广泛应用于石油 、化工 、水利 、机械 、航 空航天及 道 的耦合振动包括节点耦合 、泊松耦合 、摩擦耦合与 核工业等各个领域 。管道 的振动主要 由管道 内部流 Bourdon耦合 ，其常用计算方法是特征线法 、阻抗分 体及 与管道相连 的外部设备所 引起 。管道 的振动不 析法 、传递矩 阵法 、有 限元法和动态子结构模态综合 可避 免会伴 随噪声产生 ，更甚者可使管道破裂 ，介质 法 ，在这方面 的研究许多学者作 了大量工作 ，并取得 泄漏 ，造成严重事故 。 了一定 的成绩 。 近年来 ，对充液管道进 行振动分析取得 了长足 Walkert。]和 Philips(1977年 )在考 虑 径 向惯 性 和 的进展 ，由单跨 、刚性支撑直管 的分析发展到对多 流体 附加质量前提下 ，推导 了包含 泊松耦合 的六方 程模型；Wilkinsont~(1978年)通过传递矩阵法 ，研究 收稿 日期 ：2013—04—07 了节点的耦合 ，但没有考虑摩擦耦合和波松耦合 ； 作者简介：武永红(1973一)，女，博士在读，讲师，从事材料加工、锻压 Valentint3J、Walker和 Philips (1979年 )建 立 了考 虑 设备及结构力学研究 泊松耦合 的八方程模型 ，但忽略 了径 向惯性 的作用 。 【参考文献 】 4[]孔 刚，陆 红．锻压液压机 “点八五”关联度简约设计便览(续)． 【1】俞新陆．液压机的设计与应用．北京：机械工业出版社，2007． 锻压装备与制造技术，2013，48(2)． [2】全国锻压机械标准化技术委员会．JBT／3818—1999液压机技术条 [5]王圣莲，陆 红，胡海燕．液压机液压缸柱塞杆表面缺陷分析及 件．北京：中国标准出版社，1999． 工艺策略．锻压装备与制造技术，2012，47(4)． 3【]王 卓，陆 红．锻压液压机的“点八五”关联度简约设计便览．锻 [6] 陆 红．锻压液压机的准柔性化设计．锻压机械，2002，37(6)． 压装备与制造技术，2012，47(1)． Wiggert4[](1985年 )推 导 了包含泊松耦合 的简化 的四 而产生振动 ；②油液压力脉动 。管道 中的液体在快锻 方程模 型 ，但 该模 型仅适用于简单直管 ；Budny考虑 时 ，在泵作用下处于脉动状态 ，此外 ，液流在流经弯 了摩擦耦合 ，yj-析 了频率相关项对振动特性 的影 响 。 管