摘要: 压力管道系统中存在流体和结构之间的耦合振动。在考虑流固耦合效应的情况下，应用ADINA 中流固耦合分析求解器ADINA-FSI，建立了输液管道的直管有限元模型，介绍了管壁模型和流体模型的建模过程以及流固耦合计算过程、压力突变和约束的施加以及模型参数选择等。依据仿真结果，分析了压力突变、管道模型和简支等因素对管道振动的影响。有压流动对管道横向和轴向振动的影响受到支承条件的影响，固支数量的增多有助于消减压力突变等因素引起的管道振动，管道及流体参数的合理选取等也对振动有重要影响。
输液管道中的油击问题越来越引起人们的重视［1，2］。油击在管道运行中是时有发生的一种特殊的现象。当阀门突然关闭或开启、负载突然变化或者突然停电、停泵等情况发生时，油液流速和动量会迅速变化，从而引起压力急剧升高或降低的交替变化现象。油液压力作用在管壁上，使管子发生振动。从油击综合实验( 在实验台做过相关实验并测得相关数
据) 中可以看到，油液流动时，当突然受到阻力，流速会发生变化，从而产生油击。这种大幅度的压力波动，往往会引起管道的强烈振动、阀门破坏、管道接头断开和管道爆裂等重大事故，也可能出现这种波动压力与其他周期现象发生共振。同时，由于使用的输液管道越来越长，压力波行进周期对压力反馈的影响比较明显［3，4］。因此，建立长管道液压系统下稳定流的压力波行进周期和幅值波动仿真模型，分析管道弹性、液体惯性和压缩性对液控系统稳定性及快速响应性的影响，将对有压管油击问题的研究有较大的实际价值。
在管道振动分析中，有限元法的应用也越来越广泛［5，6］。本文应用有限元软件ADINA 中流固耦合分析求解器ADINA-FSI，建立有压输液管道振动的有限元模型，模拟其在不同约束条件下由于阀门作用或负载突变等因素引起的流固耦合现象［7，8］，进而依据有限元模拟结果，分析压力突变、管道参数和简支等对管道振动的影响。经分析，流固耦合效应对输液管道系统的运行有重大影响，验证了输液管道考虑流固耦合的必要性，提出了一些认识和建议。
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