弹性边界下输流管道被动控制研究

摘要

输流管道作为机械结构中关键通流部件,运行中的稳定性和安全性尤为重要.本文以输流管道为例,将惯容型非线性能量汇耦合到弹性边界处,对管道的边界被动控制进行研究.首先,采用广义Hamilton原理推导了弹性边界下输流管道耦合惯容型非线性能量汇的非线性控制方程.然后,求得了输流管道的固有频率和模态函数.其次,采用Galerkin截断法离散控制方程,结合Runge-Kutta法数值仿真求解了耦合系统的稳态响应结果.最后,讨论了减振器关键参数对结构的减振效果的影响规律.结果表明,耦合惯容型非线性能量汇对输流管道起到了良好的振动控制效果,并且不改变其固有特性.惯容型非线性能量汇的参数对管道减振效果有不同的影响,阻尼参数存在最优值,而惯性质量和立方非线性的数值越大,减振效果越好.

关键词

输流管道 / 非线性振动 / 惯容型非线性能量汇 / 被动控制 / 弹性边界