Noise and Vibration Control ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (5): 52-58.

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Vibration and Modal Power Flow Analysis of a Fluid-conveying Pipe with a Straight Non-penetrating Crack

  

  • Received:2022-05-13 Revised:2022-08-03 Online:2023-10-18 Published:2023-01-13

含非贯穿直裂纹输流管道振动与模态功率流分析

刘文乐1, 3，朱翔1, 2, 3，李天匀1, 2, 3，付俊勇1, 3，陈树鑫1, 3   

  1. ( 1. 华中科技大学船舶与海洋工程学院，武汉430074；
    2. 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240；
    3. 华中科技大学船舶和海洋水动力湖北省重点实验室，武汉430074 )

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摘要： 针对含非贯穿直裂纹输流管道的振动与模态功率流进行研究，将输流管道以Euler-Bernoulli 梁模型建模并据此推导其弯曲振动方程，采用断裂力学方法将裂纹模拟成无质量的转动弹簧，用波动法分析含裂纹输流管道的自由振动特性。通过计算结果与相关文献对比验证了该方法的可靠性。探讨裂纹位置、深度以及管内流速对固有频率的影响。基于模态功率流的概念进行算例分析，讨论裂纹位置、深度以及振动模态对模态功率流的影响，研究表明，裂纹处的模态功率流曲线产生突变，裂纹位置与深度和模态功率流密切相关。

关键词: 振动与波, 输流管道, 裂纹, 固有频率, 模态功率流