Расчет собственных и вынужденных колебаний трубопроводной системы. Сообщение 1. Анализ колебаний пространственной стержневой системы

Abstract

Проанализировано динамическое поведение трубопроводов как стержневой системы с помощью метода динамических жесткостей. Согласно методу, уравнения связи между неизвестными параметрами записываются по методу начальных параметров, поэтому процедура решения подобна таковой в статической задаче. Показано, что для криволинейных стержней проще и эффективнее применять модель, состоящую из прямых участков и безынерционных поворотных элементов. Для определения собственных частот колебаний пространственных стержневых систем предлагается использовать метод размыкания по перемещениям, который позволяет выделять частоты, соответствующие разным формам колебаний (поперечные, продольные и т.д.). Подход позволяет корректно моделировать поведение системы при вынужденных колебаниях с гармонической возбуждающей силой.

Методом динамічних жорсткостей проаналізовано динамічну поведінку трубопроводів як стрижневої системи. Згідно з методом, рівняння зв’язку між невідомими параметрами записуються за допомогою методу початкових параметрів, що робить процедуру розв’язку подібною до статичної задачі. Показано, що для криволінійних стрижнів набагато простіше й ефективніше застосовувати модель, що складається з прямих ділянок і безінерціних поворотних елементів. Для визначення власних частот коливань просторових стрижневих систем пропонується використовувати метод розмикання по перемщеннях, що дозволяє відразу виділяти частоти, як віповідають різним формам коливань (поперечні, поздовжні т.п.). Похід дозволяє коректно моделювати поведінку системи за вимушених коливань із гармонійною збуджуючою силою.

The dynamic behavior of pipelines as a rod system is analyzed with the help of the dynamic stiffness method. According to this method, equations linking the unknown parameters are formulated using the method of initial parameters, therefore, the procedure of solution is similar to that of the static problem. It is shown that, in case of curvilinear rods, it is easier and more effective to apply the model consisting of direct sections and inertialess rotary elements. For determination of intrinsic frequencies of vibration of spatial framed structures we propose to use the disconnection method in displacements, which allows one to select the frequencies corresponding to various vibration modes (transversal, longitudinal, etc.). This approach allows one to provide correct simulation of the system behavior in the case of forced vibrations with a harmonic exciting force.