Noise and Vibration Control ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (5): 21-26.

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Dynamic Modeling of Pipeline-support-shell Coupling Systems Based on Riccati Transfer Matrix and Frequency Response Function Synthesis

  

  • Received:2023-04-25 Revised:2023-05-24 Online:2024-10-18 Published:2024-10-10

基于传递矩阵的管路-壳体耦合系统动力学建模

张啸涵1，黄修长1, 2，曾庆娜3，杨咏2   

  1. （ 1. 上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室，上海200240；
    2. 上海船舶设备研究所船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心，上海200031；
    3. 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都610213 ）

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摘要： 针对管路-支撑-壳体耦合系统的振动响应快速预报和传递特性分析，采用Riccati 传递矩阵法建立直管-弯管-变径管-泵-阀门复杂组合管路的动力学模型，以获取考虑流固耦合效应时组合管路的频响特性；采用频响函数子结构综合方法建立组合管路-支撑-壳体耦合系统的动力学模型，以获得在管路系统泵源模拟激励下的振动传递特性。对耦合系统的位移频响、传递特性开展分析，得到如下结论：对组合管路利用Riccati 变换可解决传递矩阵法多管段数值精度累积误差的问题，在垂向简谐力激励下壳体和管路受到的垂向力大于轴向力和横向力，在各个支撑处通过各个方向传递的功率流量级基本一致。

关键词: 振动与波, 组合管路, 流固耦合, Riccati传递矩阵法, 频响函数综合, 建模与优化