海洋立管湿模态振动分析 被引量：28

1

作者 姜峰 郑运虎 +1 位作者 梁瑞 杜超飞 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期159-166,共8页

针对海洋立管的湿模态振动问题,对立管固有频率以及各阶模态的相应振型展开了研究。阐述了模态概念与模态分析的意义,运用ANSYS Workbench中的Acoustic Extension分析模块对海洋立管进行了湿模态振动分析,描述了湿模态建模方法与技巧,得... 针对海洋立管的湿模态振动问题,对立管固有频率以及各阶模态的相应振型展开了研究。阐述了模态概念与模态分析的意义,运用ANSYS Workbench中的Acoustic Extension分析模块对海洋立管进行了湿模态振动分析,描述了湿模态建模方法与技巧,得到12阶固有频率与振型。通过与12阶干模态分析结果进行对比,得出两者的区别,表明了湿模态分析在做水下结构振动研究中的不可替代性。通过对立管结构进行优化,计算优化后的结构振动特性,得到的优化结果,证明了优化的可行性。模态分析为研究结构的振动特性、优化结构设计提供了一定的依据,为防止结构的共振提供了一定的参考。 展开更多

关键词 振动疲劳 湿模态 虚拟质量 流固耦合 Acoustic-Body

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基于流固耦合的某抽水蓄能电站可逆式水轮机转轮强度和模态分析 被引量：14

2

作者 岳志伟 郑源 +3 位作者 阚阚 陈宇杰 李东阔 臧伟 《水电能源科学》 北大核心 2017年第2期181-184,152,共5页

以国外某抽水蓄能电站为例,基于Ansys有限元计算平台,利用流固耦合方法研究了电站可逆式水轮机转轮在不同水头下机组流道内的水体对转轮叶片的影响,通过计算预应力和干湿条件下的转轮模态,分析了水体和预应力对转轮振动频率的影响。结... 以国外某抽水蓄能电站为例,基于Ansys有限元计算平台,利用流固耦合方法研究了电站可逆式水轮机转轮在不同水头下机组流道内的水体对转轮叶片的影响,通过计算预应力和干湿条件下的转轮模态,分析了水体和预应力对转轮振动频率的影响。结果表明,在不同水头水压力作用下,转轮的静应力最大值出现在上冠与叶片相连处,叶片最大变形出现在叶片出水边的中间位置,且随着水头的升高而增大;预应力对转轮模态的影响较小,而水介质因阻尼作用对转轮模态减小效果明显。 展开更多

关键词 可逆式水轮机 转轮 流固耦合 静应力 预应力 湿模态

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考虑流体介质影响的管路模态特性分析 被引量：8

3

作者 李继世 张大义 +2 位作者 王立 林丹 洪杰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期671-677,共7页

针对航空发动机外部管路的动力学设计需求及湿模态特性求解问题。应用铁摩辛柯梁理论和能量法推导得到流体质量、压强、流速等综合影响下的管路湿模态振动方程,并基于软件ANSYS现有管单元,通过引入自定义附加刚度和阻尼单元建立了流体... 针对航空发动机外部管路的动力学设计需求及湿模态特性求解问题。应用铁摩辛柯梁理论和能量法推导得到流体质量、压强、流速等综合影响下的管路湿模态振动方程,并基于软件ANSYS现有管单元,通过引入自定义附加刚度和阻尼单元建立了流体压强和流速影响项的等效方法,实现了考虑流体因素影响的管路模态特性计算。结果表明:流体压强引起的横向压力差会降低管路弯曲刚度,而压强引起的轴向张力会提高弯曲刚度,压强作用效果与管支点的轴向约束程度和管材泊松比有关。流体速度对管路湿模态影响与边界条件、振型和管路轴向伸长有关,在高流速时,模态频率可能为零,即出现屈曲失稳现象。 展开更多

关键词 管路 航空发动机 湿模态 有限元 ANSYS软件

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管壳式换热器管束干湿模态振动对比分析 被引量：6

4

作者 吴倩倩 董金善 +1 位作者 任子奇 朱雨 《化工机械》 CAS 2021年第3期369-375,共7页

针对某公司设计的一台管壳式换热器管束流体诱导振动问题,将换热管按穿过折流板数的不同分为3类进行研究。计算了3类不同跨数的换热管的固有频率理论值,基于ANSYS Workbench平台进行了有限元数值模拟,将理论计算结果分别与干模态分析结... 针对某公司设计的一台管壳式换热器管束流体诱导振动问题,将换热管按穿过折流板数的不同分为3类进行研究。计算了3类不同跨数的换热管的固有频率理论值,基于ANSYS Workbench平台进行了有限元数值模拟,将理论计算结果分别与干模态分析结果、湿模态分析结果作对比,说明了湿模态分析方法更接近换热管实际情况,同时得到换热管固有频率与之穿过折流板数相关的结论。 展开更多

关键词 管壳式换热器 管束 流致振动 干模态 湿模态 换热管 WORKBENCH

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基于三维水弹性力学的浮体结构机械阻抗分析 被引量：6

5

作者 叶永林 邹明松 +2 位作者 周金华 吴有生 尤国红 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期53-60,共8页

水中浮体结构的阻抗反应了其湿结构系统本身的固有特性。采用模态分析方法,能以较少的自由度,全面而精确地描述船体复杂结构的振动特性,从而大大简化分析与计算。文中基于三维水弹性力学分析方法,采用模态叠加原理,对机械阻抗进行了计算... 水中浮体结构的阻抗反应了其湿结构系统本身的固有特性。采用模态分析方法,能以较少的自由度,全面而精确地描述船体复杂结构的振动特性,从而大大简化分析与计算。文中基于三维水弹性力学分析方法,采用模态叠加原理,对机械阻抗进行了计算,分析了浮体湿结构在水中的动态特性,并讨论了自由液面和水介质压缩性的影响。 展开更多

关键词 湿结构 三维水弹性 机械阻抗 模态分析

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圆柱薄膜振动特性

6

作者 黄涛 何泽青 宋林 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期428-437,共10页

根据达朗贝尔原理建立圆柱状薄膜非线性振动方程并对其展开分析与试验验证.建立圆柱膜振动问题的控制方程组,依据薄膜振动物理方程与边界条件简化方程组并求解;得到圆柱膜非线性振动频率解析解,并通过有限元仿真对其线性解析解进行验证... 根据达朗贝尔原理建立圆柱状薄膜非线性振动方程并对其展开分析与试验验证.建立圆柱膜振动问题的控制方程组,依据薄膜振动物理方程与边界条件简化方程组并求解;得到圆柱膜非线性振动频率解析解,并通过有限元仿真对其线性解析解进行验证.结果表明,理论计算与数值仿真结果误差较小,有限元方法适用于柔性薄膜结构模态分析.采用三维激光扫描式测振系统测试圆柱膜在空气环境中的振动频率,利用有限元分析软件获得圆柱膜干模态和湿模态振动频率并提取空气附加质量系数.结果表明,圆柱膜振动湿模态测试结果与数值分析结果具有良好的一致性,地面空气附加质量对圆柱膜振动的影响与薄膜自身质量处于同一量级. 展开更多

关键词 非线性振动 湿模态 空气附加质量 曲率薄膜

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水下附加质量及阻尼的试验研究 被引量：5

7

作者 王在铎 马斌捷 +1 位作者 贾亮 刘思宏 《强度与环境》 2018年第3期15-19,共5页

潜射导弹在出水过程会承受由于空泡溃灭带来的脉动压力,这种脉动压力会引起弹体结构较大的动态响应和动态载荷,弹体结构在水下的模态特性和阻尼特性直接影响出水动载荷和动响应的大小。基于动力学相似模型,采用释放法分别开展了柱体结... 潜射导弹在出水过程会承受由于空泡溃灭带来的脉动压力,这种脉动压力会引起弹体结构较大的动态响应和动态载荷,弹体结构在水下的模态特性和阻尼特性直接影响出水动载荷和动响应的大小。基于动力学相似模型,采用释放法分别开展了柱体结构在空气中及在水中的模态试验,采用Hilbert变换在时域中对振动衰减信号进行处理,给出了速度加权的平均频率和平均阻尼比。通过干、湿模态参数的比较和分析,获得了水对结构运动的影响参数,水中一阶弯曲振动的阻尼比约为3%,附加质量系数约0.5,刚体运动的附加质量系数约为1,试验研究结果可用于结构响应的分析和计算。 展开更多

关键词 导弹 干模态 湿模态 HILBERT变换 频率 阻尼比 附加质量系数

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基于Workbench的油罐车罐体的模态分析

8

作者 邓康茜 党鹏飞 《沈阳化工大学学报》 CAS 2023年第1期56-59,共4页

研究了油罐车罐体在不同充液率下的固有特性及液体晃动对罐体固有特性的影响.使用Workbench中的模态模块和声学模态模块分别对空载、充液70%、充液85%和满载状态的油罐车罐体进行模态分析.其中:空载状态罐体直接采用模态模块对其进行模... 研究了油罐车罐体在不同充液率下的固有特性及液体晃动对罐体固有特性的影响.使用Workbench中的模态模块和声学模态模块分别对空载、充液70%、充液85%和满载状态的油罐车罐体进行模态分析.其中:空载状态罐体直接采用模态模块对其进行模态分析;充液状态采用声固耦合法建立湿模态模型,使用Workbench中的声学模态模块对其进行模态分析.将得到的几种不同状态的6阶固有频率与振型进行对比,可知罐体的固有频率会随着充液量的增多而降低,液体晃动对罐体系统有很大的影响. 展开更多

关键词 罐体 模态分析 WORKBENCH 湿模态 液体晃动

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深海阀门湿模态振动特性的研究 被引量：4

9

作者 张希恒 李宏刚 《甘肃科学学报》 2018年第2期114-118,共5页

以某型号深海阀门的振动特性为研究目标,利用ANSYS Workbench分析软件基于声固耦合法与流固耦合法对结构进行湿模态振动分析,结果表明,深海阀门湿模态的固有频率比干模态的小,2种方法低阶湿模态偏差较小,高阶湿模态偏差较大。进一步得出... 以某型号深海阀门的振动特性为研究目标,利用ANSYS Workbench分析软件基于声固耦合法与流固耦合法对结构进行湿模态振动分析,结果表明,深海阀门湿模态的固有频率比干模态的小,2种方法低阶湿模态偏差较小,高阶湿模态偏差较大。进一步得出,水下结构必须要考虑流体对结构的耦合作用,2种方法在计算水下结构低阶湿模态振动特性上具有一致性,工程实际中建议优先采用声固耦合法计算水下结构的湿模态。 展开更多

关键词 干模态 湿模态 流固耦合 声固耦合 深海阀门

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预应力和流固耦合效应对水下壳结构振动特性影响研究 被引量：4

10

作者 胡会朋 卢丙举 秦丽萍 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第8期47-50,共4页

对于水下结构,流体对结构模态频率的影响主要体现在预应力效应与流固耦合效应两方面。为研究水下壳结构固有频率对这2种效应的敏感度,本文首先计算某水下壳体在空气中的模态,然后研究壳结构在不同水深工作产生的静水压对其固有频率的影... 对于水下结构,流体对结构模态频率的影响主要体现在预应力效应与流固耦合效应两方面。为研究水下壳结构固有频率对这2种效应的敏感度,本文首先计算某水下壳体在空气中的模态,然后研究壳结构在不同水深工作产生的静水压对其固有频率的影响,最后使用声固耦合的方法计算了流固耦合效应下的壳体湿模态。计算结果表明:流固耦合效应占主导因素,但随着壳体工作水深(预应力)的增大,预应力效应对水下壳体频率的影响也逐渐显著。因而,在开展水下结构动力学设计时,不仅要重点考虑流固耦合效应对结构固有频率的影响,还应关注结构实际工作环境下的应力状态,分析其对结构固有频率的影响。 展开更多

关键词 模态分析 湿模态 声固耦合 预应力效应 流固耦合

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基于声固耦合算法的贯流式水轮机轴系振动特性研究

11

作者 张士昂 李昊 +3 位作者 张蓓 李效革 董海涛 张永学 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第S01期105-109,共5页

水轮发电机组轴系的振动特性对水轮发电机组的设计具有重要意义。应用转子动力学理论,基于声固耦合算法,考虑轴系中转轮周围水体对轴系振动特性影响,建立轴系转轮湿模态计算模型,以本公司正在设计中的某贯流式水轮机轴系为研究对象,对... 水轮发电机组轴系的振动特性对水轮发电机组的设计具有重要意义。应用转子动力学理论,基于声固耦合算法,考虑轴系中转轮周围水体对轴系振动特性影响,建立轴系转轮湿模态计算模型,以本公司正在设计中的某贯流式水轮机轴系为研究对象,对机组旋转轴系的固有振动特性进行动力学计算,得到轴系前12阶模态固有频率及振型图,通过绘制轴系的Campbell图,得到系统的临界转速,分析判断机组轴系发生共振的可能性。 展开更多

关键词 轴系 声固耦合 临界转速 湿模态 固有频率 共振

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谐振管式液体密度计灵敏度优化方法

12

作者 王思贤 张竟月 王金涛 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期555-561,共7页

基于欧拉-伯努利梁理论,构建了谐振管式液体密度计长直管谐振子工作的非齐次偏微分方程,并进行求解,给出了谐振子灵敏度的解析式。依据谐振子灵敏度解析式,结合ANSYS Workbench湿模态仿真分析了谐振子灵敏度在不同结构尺寸与工作模态下... 基于欧拉-伯努利梁理论,构建了谐振管式液体密度计长直管谐振子工作的非齐次偏微分方程,并进行求解,给出了谐振子灵敏度的解析式。依据谐振子灵敏度解析式,结合ANSYS Workbench湿模态仿真分析了谐振子灵敏度在不同结构尺寸与工作模态下的变化规律。根据分析结果,选择加工了13根不同结构尺寸的长直管谐振子,并采用力锤模态分析法进行实验,验证了解析式的有效性。结果表明,通过减小有效长度,增大内半径,将壁厚取临界值及提高工作模态阶数,可以显著提升长直管谐振子的灵敏度,最高可达-1.904 Hz·kg^(-1)·m^(3)。 展开更多

关键词 计量学 液体密度计 长直管谐振子 锤击法 湿模态 灵敏度

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刚-液-柔耦合结构湿模态试验与仿真分析 被引量：4

13

作者 蔡克伦 刘玉红 +2 位作者 朱亚强 黄成 张连洪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第23期128-134,147,共8页

基于物理模型试验及有限元仿真实验的方法,研究了一种刚-液-柔固液耦合结构的模态特性。制作了实物物理模型,利用锤击法测量了该结构在三种不同充液水压下的湿模态固有频率特性及振型特征,发现该结构有很好的吸振作用。同时基于ANSYS Wo... 基于物理模型试验及有限元仿真实验的方法,研究了一种刚-液-柔固液耦合结构的模态特性。制作了实物物理模型,利用锤击法测量了该结构在三种不同充液水压下的湿模态固有频率特性及振型特征,发现该结构有很好的吸振作用。同时基于ANSYS Workbench软件平台,采用声固耦合算法对该结构进行了不同内外压力下湿模态的分析,研究了其固有频率与振型在不同内外压力下的变化情况。分析结果显示,对该结构进行模态分析时不可忽略流体的附加质量效应,内外压力的增大均会引起固有频率的降低。分析结果对相关结构的湿模态分析提供了参考。 展开更多

关键词 刚-液-柔耦合 湿模态 声固耦合 模态仿真

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基于谐响应分析的水环境下核主泵叶轮动应力研究 被引量：4

14

作者 何曦 徐胜利 +2 位作者 刘海涛 王晓放 陈旭东 《风机技术》 2018年第2期53-59,共7页

准确计算核主泵叶轮在流体介质中的动应力对核主泵安全可靠运行具有十分重要的意义。本文开展了基于谐响应分析的叶轮动应力的研究,完成了叶轮模态分析、阻尼比分析,压力脉动分析以及动应力分析。得到了叶轮各阶模态频率、叶轮阻尼比以... 准确计算核主泵叶轮在流体介质中的动应力对核主泵安全可靠运行具有十分重要的意义。本文开展了基于谐响应分析的叶轮动应力的研究,完成了叶轮模态分析、阻尼比分析,压力脉动分析以及动应力分析。得到了叶轮各阶模态频率、叶轮阻尼比以及压力荷载,并对比了缩尺模型实验与数值模拟水力性能,计算了叶轮动应力。结果表明,叶轮湿模态频率比干模态频率低;叶轮流体介质阻尼比比材料阻尼比大一个数量级,并且基本不随着振幅变化;缩尺模型试验与数值模拟水力性能最大误差为2.8%;叶片表面压力脉动主要表现为转频及其谐频振动;叶轮共振模态为1节径1模态,最大动应力为2.02MPa。本文通过分析叶轮模态、阻尼比、压力荷载以及动应力,提供了水环境下叶轮动应力分析方法。 展开更多

关键词 湿模态 压力脉动 共振 谐响应分析 动应力

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基于ansys的油底壳湿模态研究 被引量：2

15

作者 涂建磊 曾东建 谯晗 《时代汽车》 2021年第1期121-122,共2页

本文基于solidworks建立油底壳仿真模型,再将模型导入ansysworkbench软件,然后对油底壳网格无关性验证,然后对其约束干模态分析以及含有机油时湿模态分析,探究机油高度的影响对模态频率的变化情况。仿真实验结果表明在含有机油时随着液... 本文基于solidworks建立油底壳仿真模型,再将模型导入ansysworkbench软件,然后对油底壳网格无关性验证,然后对其约束干模态分析以及含有机油时湿模态分析,探究机油高度的影响对模态频率的变化情况。仿真实验结果表明在含有机油时随着液体高度的增加油底壳的模态频率大致呈下降的趋势。 展开更多

关键词 油底壳 模态频率 湿模态

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平面型无阀微泵流固耦合模态分析 被引量：2

16

作者 李俊 应济 +1 位作者 沈雪明 徐亮 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第12期1604-1607,1612,共5页

为研究平面型无阀微泵工作时的振动特性,分析了湿模态法提取泵膜流固耦合模态的过程,并利用ANSYS建立了泵膜-腔内流体耦合的有限元模型,通过结构模态分析中的非对称法提取了泵膜的无阻尼湿模态,得到了微泵结构尺寸和腔内流体压力对泵膜... 为研究平面型无阀微泵工作时的振动特性,分析了湿模态法提取泵膜流固耦合模态的过程,并利用ANSYS建立了泵膜-腔内流体耦合的有限元模型,通过结构模态分析中的非对称法提取了泵膜的无阻尼湿模态,得到了微泵结构尺寸和腔内流体压力对泵膜湿模态的影响。结果显示,湿模态频率相对干模态频率有大幅度地下降,振型类似;湿模态频率随着泵腔高度的增加而逐渐增大;在微泵工作压力范围内,腔内流体压力对湿模态没有影响。 展开更多

关键词 无阀微泵 流固耦合 湿模态 模态分析 有限元法

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海洋微结构湍流垂直剖面仪模态分析方法 被引量：2

17

作者 王子龙 王延辉 +2 位作者 刘玉红 陈宝阔 肖学忠 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第4期89-92,共4页

给出了一种用于分析海洋微结构湍流垂直剖面仪流固耦合1阶湿模态的、简便的等效数值计算方法,提高了剖面仪的设计效率。在中国南海海域进行的海试实验表明,剖面仪样机能够实现海洋微结构湍流测量,获得正确的海域微结构湍流动能耗散率资... 给出了一种用于分析海洋微结构湍流垂直剖面仪流固耦合1阶湿模态的、简便的等效数值计算方法,提高了剖面仪的设计效率。在中国南海海域进行的海试实验表明,剖面仪样机能够实现海洋微结构湍流测量,获得正确的海域微结构湍流动能耗散率资料,证明了该等效数值计算方法用于指导剖面仪设计是可行的。 展开更多

关键词 海洋微结构湍流垂直剖面仪 数值计算方法 流固耦合 湿模态

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水下复杂声源结构自振特性分析 被引量：1

18

作者 卓颉 李兵 《计算机辅助工程》 2008年第1期33-35,共3页

为解决水下复杂声源结构——潜艇的湿模态提取和扩展问题,用ANSYS非对称模态算法对其研究.重点阐述浸没于水中的潜艇有限元建模方法,包括结构与流场的一体化单元划分、边界条件施加以及结构与流体耦合界面的处理等.通过仿真计算得到的... 为解决水下复杂声源结构——潜艇的湿模态提取和扩展问题,用ANSYS非对称模态算法对其研究.重点阐述浸没于水中的潜艇有限元建模方法,包括结构与流场的一体化单元划分、边界条件施加以及结构与流体耦合界面的处理等.通过仿真计算得到的潜艇湿模态和空气中干模态的分析结果,为潜艇外水域辐射声场预测提供重要参考依据. 展开更多

关键词 声源 湿模态 自振 ANSYS

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100m新型极地探险邮轮振动特性研究 被引量：2

19

作者 刘甄真 江国和 +3 位作者 葛珅玮 徐天南 刘嘉麟 吴刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期212-219,共8页

建立了新型极地探险邮轮的有限元模型,利用虚质量法计算了整船湿模态,并与激励力主频对比,初步验证整船结构振动特性设计的合理性。通过频响分析方法计算了振动速度-激励力的导纳矩阵,测试了航行时船尾底板和主机机脚处的振动速度,利用... 建立了新型极地探险邮轮的有限元模型,利用虚质量法计算了整船湿模态,并与激励力主频对比,初步验证整船结构振动特性设计的合理性。通过频响分析方法计算了振动速度-激励力的导纳矩阵,测试了航行时船尾底板和主机机脚处的振动速度,利用测试振动速度和导纳矩阵反推出螺旋桨和主机激励力。将得到的螺旋桨和主机激励力加载至有限元模型中,计算各个舱室的振动速度,并与舱室振动速度测试值对比,误差在工程允许范围内,验证了激励力的准确性。在有限元模型上单独加载螺旋桨和主机激励力,计算各个舱室的振动速度,分析两种激励源对各个舱室振动速度的贡献率,为新型极地探险邮轮的前期振动评估和后期振动控制提供针对性参考。 展开更多

关键词 新型极地探险邮轮 湿模态 导纳矩阵 激励力 振动贡献率

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平直条带流致振动特性实验及其数值模拟研究 被引量：2

20

作者 张波涛 朱晔晨 +1 位作者 梅勇 龚圣捷 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期100-105,共6页

核反应堆内燃料组件受到高流速冷却剂的冲刷会产生流致振动现象,而燃料棒包壳和格架条带的振动将会导致燃料组件受到磨损,从而影响核电厂运行的安全性.为了研究格架条带流致振动的特性及分析方法,采用不带结构的不锈钢平直条带进行流致... 核反应堆内燃料组件受到高流速冷却剂的冲刷会产生流致振动现象,而燃料棒包壳和格架条带的振动将会导致燃料组件受到磨损,从而影响核电厂运行的安全性.为了研究格架条带流致振动的特性及分析方法,采用不带结构的不锈钢平直条带进行流致振动实验,并使用激光多普勒测振仪测量其在水流动条件下的振动特性.实验结果表明:当涡激振动频率在接近固有频率时会发生"锁定"现象;在特定流速区间内,涡激振动频率与流速呈线性关系;通过湿模态模拟方法可以较好地预测平直条带在水中的固有频率. 展开更多

关键词 平直条带 流致振动 涡激振动 湿模态

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