管路系统振动测试研究

1、 毕业设计（论文）开题报告题 目：管路系统振动测试研究系 （院）： 年 级： 专 业： 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 二一四年二月开题报告填表说明1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的

2、意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作

3、。9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下一步的研究（或设计）工作。一、课题的目的意义： 飞机液压管路振动是由液压泵压力脉动、发动机传动机匣振动及作动器运动等引起的液固耦合现象,这种振动不仅影响液压系统的工作性能及寿命,还将严重影响飞机的飞行安全。在飞机首次飞行前,必须对液压管路系统进行振动和应力测试分析,检查是否存在由液压系统工作而引起的有害共振,通过评估测试数据来判断首飞安全性。本文对由液压冲击及各种因振动问题而产生的管路故障机理以及排除方法做了统计和研究，为以后飞机液压管路的维护和进一步分析提供

4、有益的参考和借鉴。2、 文献综述（分析国内外研究现状、提出问题，找到研究课题的切入点，附主要参考文献，约2000字）：管路振动这一特性自被发现至今已有一百三十年的历史，管路系统的正常工作是保证飞机安全飞行的重要条件,因此对液压管道正确的维护和分析尤为重要。S.fmnveden用速度的方法(管路振动、管中的张力、振动能量的一致性)估计和测量了管路的平均振动速度,并用理论推导了应力因子算式,估算了管端处的最大应力,研究了管路的稳定性问题,并对稳定性参数化设计。国外学者对传递矩阵法的模态分析也作了一定的尝试。El-Raheb直管管路采用梁模型,分别建立了直管与弯管的传递矩阵,并指出了低频情况下梁模型

5、的有效性。Wiggert与Lesmez考虑管路与液体之间的泊松耦合和链接耦合,建立了充液直管的传递矩阵,给出了弯管的处理方法,但是却对计算中弯管弯曲因子对弯管的影响阐述不够。管路的流固耦合作用对其振动特性的影响也越来越显著,其中美国密西根州立大学的Hatfild提出了频域的组件结合法,英国丹迪大学的Vardy领导的研究小组研究了分叉管路系统的瞬变振动。荷兰学者从理论和实验两方面研究了流固耦合问题,开发了FSISTRUL使得计算机仿真成为可能。国内管路振动的研究起步较晚,但国内学者(主要在各高校中)针对各自的工作领域做了大量的研究工作。主要的有以下一些学校。西安交通大学较早在气流脉动及气流管路振

6、动问题方面作了富有成效的研究。徐家轩对压缩机管路系统结构振动进行了研究,并推出了阀门、法兰、缓冲器、支承等的力学模型,党锡琪系统地阐述了气流脉动与管路振动研究的基础理论、方法及工程应用等。哈尔滨工业大学的赵定克等重点研究了管路中用于衰减和吸收压力脉动的各种装置。浙江大学蔡亦刚等在流体传输管路动力学理论方面做了系统的研究。上海交通大学沈荣瀛等对管路振动特性及能量流、振动传输特性等进行了研究。北京航空航天大学针对飞机上一些特定管路振动,进行了多方面的研究。其它一些单位也进行了相关的研究。在众多的研究领域中,对流体管路振动特性计算的研究比较受关注,其研究主要集中在管路系统固液耦合的模态分析上,也包含

7、了固液耦合数学模型和管路稳定性的研究。有限元法作为一种有效的方法被国内学者广泛加以运用。浙江大学盛敬超用模态分析方法分析了流体传输管路内的振动流,并讨论了管路的负载阻抗和机械振动对管路内振动流的影响。黄玉盈对管路动力学行为研究的比较全面。天津大学闰祥安等用有限元法建立了往复呆输液管网系统结构振动分析模型,求得了固有频率和振型分布,给出了具有工程实用价值的管路减振、消振的设计原则。1974年西安交通大学考察了现场的管路振动模型,建立了相关理论,编写了仿真程序,并取得了很好的效果。清华大学戴大农从位移和速度有限元方程出发,建立了管路系统的模态分析理论,获得了系统对外界激励的响应的封闭解,给出了两个

8、具体问题的解。梁波用有限元法进行了输液管路动力特性和动力稳定性的分析,并提供了算例进行比较。王苑用有限元方法研究流体管路在空间内振动,给出了运动方程及解法,并通过实验加以验证。陈正翔研究了工程中常见的支承在多个弹性支座上的输液管系,用Hamilton原理和有限元法建立了管路系统运动微分方程,结果表明用较少的管梁单元可划分获得足够的精度,并考察了管系的失稳状态。哈尔滨工业大学的王世忠根据Hamilton原理推导了管路振动方程,得到了反对称的阻尼矩阵和对称的刚度矩阵,用QR法计算了管路固有频率。1987年蔡亦钢在论文中,从频率特性方面、瞬时特性方面论述了管路振动过程的理论与实验方法。1989浙江工

9、业大学硕士学位论文年张阿舟,姚起航主要研究了管路系统动力特性,来避开关系的共振可能。1996年何秀华从声音激励亲的叶频、轴频等方面对产生的压力进行了研究。2001年邹光胜对承受简谐激励的简支输流管进行了实验,考察了激励频率的变化对输流管路振动响应的影响。上海交通大学张智勇等利用传递矩阵法对充液管系做了模态分析,主要不考虑耦合作用的振动理论研究,推导了低频情况下的充液直管周向、横向振动传递矩阵与弯管单元的传递矩阵,并使用ANSYS有限元分析软件分析与用传递矩阵法计算的结果进行了对比,并且论述了模态分析采用有限元法。 参考文献1Lesmez M W. Modal Analysis of Vibra

10、tions in Liquid-Filled Piping SystemsD.USA: MichiganState University, 1990.2Hatfied F J, Wiggert D C, Fathy F J. Characteristic of Wave Propagation and Energy Distribution in Cylindrical Elastic Shells Filled With FluidJ. Journal of Sound and Vibration, 1982,81(4):501-518.3Finneden S. Spectral Finit

11、e Element Analysis Straight Fluid-Filled Pipes with FlangesJ Journal ofSound and Vibration, 1997, 199(1): 125-154.4EI-Raheb M. Vibrations of Three-Dimensional Pipe System with Acoustic CouplingJ. Journal of Sound and Vibration, 1981, 78(1): 39-67.5徐稼轩等.压缩机管路系统结构振动计算J.化工与通用机械,1983,8:17-21.6蔡办钢.流体传输管路

12、动力学M.杭州:浙江大学出版社,1998.7海恩A H.流体动力学系统的故障诊断及排除 M .北京:机械工业出版,2000.8荣廷藻.液压系统故障诊断与排出100例 M .北京:机械工业出版,1997.9嵇光国,吕淑华.液压系统故障诊断与排除M .北京:海洋出版社,1992.10张艳.运用实例浅析液压系统故障的排查J.机械电子,2007，（17）：586.11谭黎.B757一200飞机液压部件管路漏油故障分析J.中国民航学院学报,2004:22 ( 6 ):26一27.三、课题研究的内容、方法和预期目标：研究内容：对飞机液压管路系统振动故障模式进行了研究，在此基础上采用仿真实验相结合的方法研究了飞机管道系统振动测试及诊断方法。方法：流固耦合法，模态分析，有限元法。预期目标：通过仿真计算，确定不同环境下管道固有频率的变化情况。四、所需仪器设备、材料情况：飞行学院CBT教室，连接网络的计算机，图