ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ ТРУБОПРОВОДА С ВИБРИРУЮЩИМИ ОПОРАМИ
- Авторы: Утяшев И.М.1, Шакирьянов М.М.1
-
Учреждения:
- Институт механики им. Р.Р. Мавлютова УФИЦ РАН
- Выпуск: № 4 (2023)
- Страницы: 38-52
- Раздел: Статьи
- URL: https://archivog.com/1026-3519/article/view/672707
- DOI: https://doi.org/10.31857/S057232992260058X
- EDN: https://elibrary.ru/JLLDYA
- ID: 672707
Цитировать
Аннотация
Исследованы пространственные колебания участка трубопровода с заключенной в нем жидкостью при поступательных вибрационных движениях опор. Колебания обеих опор происходят с равными амплитудами, частотами и фазами. Деформации трубы, связанные с выходом ее оси из плоскости изгиба, предполагаются малыми. Учитываются взаимодействия внутреннего постоянного давления и изменений кривизны осевой линии, продольной и окружной деформаций трубы. Ее изгибно-вращательные колебания описываются системой двух нелинейных дифференциальных уравнений. Применением метода Бубнова–Галеркина эта система сводится к задаче Коши, которая далее решается численно методом Рунге–Кутта. В случае малых изгибных и угловых движений трубы дается сравнение аналитического и численного решений. Дан анализ периодических и непериодических колебаний стальной, титановой и композитной труб, для чего построены, в частности, спектры частот и отображения Пуанкаре.
Об авторах
И. М. Утяшев
Институт механики им. Р.Р. Мавлютова УФИЦ РАН
Email: utyashevim@mail.ru
Россия, Уфа
М. М. Шакирьянов
Институт механики им. Р.Р. Мавлютова УФИЦ РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: shakmar9@mail.ru
Россия, Уфа
Список литературы
- Ильгамов М.А. Колебания упругих оболочек, содержащих жидкость и газ. М.: Наука, 1969. 180 с.
- Светлицкий В.А. Механика трубопроводов и шлангов. М.: Машиностроение, 1982. 280 с.
- Ганиев Р.Ф., Низамов Х.Н., Дербуков Е.И. Волновая стабилизация и предупреждение аварий в трубопроводах. М.: Из-во МГТУ, 1996. 258 с.
- Ibrahim R.A. Mechanics of pipes conveying fluids // ASME J. Pressure Vessel Technol. 2010. V. 132. P. 1–32. https://doi.org/10.1115/1.4001271
- Li S., Karney B. W., Liu G. FSI research in pipeline systems – A review of the literature // J. Fluids Struct. 2015. V. 57. P. 277–297. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2015.06.020
- Ilgamov M.A., Tang D.M., Dowell E.H. Flutter and forced response of a cantilevered pipe: The influence of internal pressure and nozzle discharge // J. Fluids Struct. 1994. V. 8. P. 139–156.
- Wadham-Gagnon M., Païdoussis M.P., Semler C. Dynamics of cantilevered pipes conveying fluid. Part 1: Nonlinear equations of three-dimensional motion // J. Fluids Struct. 2007. V. 23. P. 545–567. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2006.10.006
- Païdoussis M.P., Semler C., Wadham-Gagnon M., Saaid S. Dynamics of cantilevered pipes conveying fluid. Part 2: Dynamics of the system with intermediate spring support // J. Fluids Struct. 2007. V. 23. P. 569–587. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2006.10.009
- Modarres-Sadeghi Y., Semler C., Wadham-Gagnon M., Païdoussis M.P. Dynamics of cantilevered pipes conveying fluid. Part 3: Three-dimensional dynamics in the presence of an end-mass // J. Fluids Struct. 2007. V. 23. P. 589–603. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2006.10.007
- Tang D.M., Ilgamov M.A., Dowell E.H. Buckling and post-buckling behavior of a pipe subjected to internal pressure // J. Appl. Mech. 1995. V. 62. № 3. P. 595–600.
- Ильгамов М.А., Мишин В.Н. Поперечные колебания трубы под действием бегущих волн в жидкости // Изв. РАН. МТТ. 1997. № 1. С. 181–192.
- Zou G.P., Cheraghi N., Taheri F. Fluid-induced vibration of composite gas pipelines // J. Solids Struct. 2005. V. 42. P. 1253–1268. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2004.07.001
- Ан Е.В., Рашидов Т.Р. Сейсмодинамика подземных трубопроводов, взаимодействующих с водонасыщенным мелкодисперсным грунтом // Изв. РАН МТТ. 2015. № 3. С. 89–104.
- Исраилов М.Ш. Связанные сейсмические колебания трубопровода в бесконечной упругой среде // Изв. РАН МТТ. 2016. № 1. С. 57–66.
- Łuczko J., Czerwiński A. Nonlinear three-dimensional dynamics of flexible pipes conveying fluids // J. Fluids Struct. 2017. V. 70. P. 235–260. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2017.02.002
- Ганиев Р.Ф., Ильгамов М.А., Хакимов А.Г., Шакирьянов М.М. Пространственные колебания трубопровода в сплошной среде под действием переменного внутреннего давления // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2016. № 6. С. 3–13.
- Ганиев Р.Ф., Ильгамов М.А., Хакимов А.Г., Шакирьянов М.М. Пространственные непериодические колебания трубопровода под действием переменного внутреннего давления // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2017. № 2. С. 3–12.
- Ильгамов М.А. Динамика трубопровода при действии внутреннего ударного давления // Изв. РАН. МТТ. 2017. № 6. С. 83–96.
- Ганиев Р.Ф., Ильгамов М.А., Хакимов А.Г., Шакирьянов М.М. Пространственные колебания трубопровода с упруго-смещающейся опорой при действии внутреннего ударного давления // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2018. № 6. С. 3–12. https://doi.org/10.31857/S023571190002555-1
- Шакирьянов М.М. Пространственные нелинейные колебания трубопровода при действии внутреннего ударного давления // Изв. РАН. МТТ. 2019. № 6. С. 76–84. https://doi.org/10.1134/S0572329919060114
- Huayuan Ma, Long Y., Zhong M. et al. Study on ground vibration mode of physical explosion of high pressure natural gas pipeline // Acoust. Phys. 2019. V. 65. C. 583–592. https://doi.org/10.1134/S1063771019050142
- Limarchenko V.O., Limarchenko O.S., Sapon N.N. Dynamics of a Pipeline with a Liquid on a Rotating Base // Int. Appl. Mech. 2020. V. 56. P. 351–357. https://doi.org/10.1007/s10778-020-01018-6
- Lu Z.Q., Zhang K.K., Ding H., Chen L.Q. Nonlinear vibration effects on the fatigue life of fluid-conveying pipes composed of axially functionally graded materials. Nonlinear Dyn. 2020. V. 100. № 2. P. 1091–1104. https://doi.org/10.1007/s11071-020-05577-8
- Mao X., Ding H. & Chen L. Bending vibration control of pipes conveying fluids by nonlinear torsional absorbers at the boundary // Sci. China Technol. Sci. 2021. V. 64. P. 1690–1704. https://doi.org/10.1007/s11431-020-1791-2
- Ильгамов М.А., Шакирьянов М.М. Положения динамического равновесия изогнутого трубопровода с вибрирующими опорами // Докл. РАН. Физ., тех. науки. 2021. Т. 496. № 1. С. 55–59. https://doi.org/10.31857/S2686740021010053
- Акуленко Л.Д., Иванов М.И., Коровина Л.И., Нестеров С.В. Свободные колебания участка трубопровода // Изв. РАН. МТТ. 2011. № 1. С. 172–187.
- Акуленко Л.Д., Иванов М.И., Коровина Л.И., Нестеров С.В. Основные свойства собственных колебаний протяженного участка трубопровода // Изв. РАН. МТТ. 2013. № 4. С. 119–134.
- Акуленко Л.Д., Гавриков А.А., Нестеров С.В. Собственные колебания трубопровода на упругом основании, транспортирующего жидкость // Изв. РАН. МТТ. 2018. № 1. С. 123–133.
Дополнительные файлы
