Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
ارتعاشات لولههای ویسکوالاستیک حامل سیال واقع بر بستر الاستیک وینکلر غیریکنواخت
Vibration Analysis of Fluid Conveying Viscoelastic Pipes Rested on Non-Uniform Winkler Elastic Foundation
در مقاله حاضر با استفاده از روش تحلیلی مشخصههای ارتعاشی لوله ویسکوالاستیک حامل سیال واقع بر بستر الاستیک وینکلر غیریکنواخت مورد مطالعه قرار گرفته است. برای مدلسازی رفتار ویسکوالاستیک لوله از مدل کلوین- وویت استفاده شده است. با استفاده از روش گالرکین معادله مشخصه حاکم بر ارتعاشات لوله حامل سیال با تکیهگاههای ساده در دو انتها استخراج شده است. سپس تأثیر سرعت سیال، مشخصههای ویسکوالاستیک لوله و مشخصههای بستر بر بخشهای حقیقی و موهومی مقادیر ویژه و همچنین ناپایداری دیورژانس و فلاتر مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که در نظر گرفتن رفتار ویسکوالاستیک در ماده لوله باعث تغییر روند ناپایداری لولههای حامل سیال از دیورژانس مود اول، دیورژانس مود دوم و فلاتر مود ترکیبی برای لوله الاستیک به ترتیب به ناپایداری دیورژانس مود اول، فلاتر مود اول و دیورژانس مود دوم برای لوله ویسکوالاستیک میگردد. وجود میرایی سازهای باعث میشود تا اولاً سرعت ناپایداری دیورژانس در مودهای بالاتر به شدت افزایش یابد و ثانیاً به علت عدم تأثیر یکسان رفتار ویسکوالاستیک بر تمام مودهای ارتعاشی، ناپایداری فلاتر در مودهای ترکیبی ظاهر نشود. همچنین توزیع سفتی بستر تأثیر قابل ملاحظهای بر سرعت بحرانی دیورژانس اول داشته و بستر غیریکنواخت میتواند باعث افزایش یا کاهش سرعت بحرانی دیورژانس اول نسبت به بستر یکنواخت شود. صحت نتایج ارائه شده با استفاده از نتایج تئوری موجود در تحقیقات پیشین به اثبات رسیده است.
This paper investigates the vibration behavior of fluid conveying viscoelastic pipe rested on non-uniform elastic Winkler foundation. The Kelvin-Voigt model is employed to consider the viscoelastic behavior of the pipe. Using the Galerkin’s method, the eigenvalue problem for the simply supported fluid conveying viscoelastic pipe is extracted. The effects of the fluid velocity, the viscoelastic constants and the foundation parameters on the complex eigenvalues and the divergence and the flutter instability of the fluid conveying viscoelastic pipe are studied and discussed. It is found that including the viscoelastic behavior to the pipe material alters the trend of the instability of the fluid conveying pipe, i.e., the first and the second modes divergence and the coupled mode flutter for the elastic pipe change to the first mode divergence, the second mode flutter and the second mode divergence for the viscoelastic pipe, respectively. The structural damping causes the velocity of the divergence instability at the higher modes to be increased. Also, because the viscoelasticity of the pipe affects the different vibration modes in different manner, therefore, the pipe dose not exhibit a coupled-mode flutter. Moreover, the non-uniformity of the foundation stiffness alters the first divergence velocity. The results are verified through comparing them with those reported in the literature.
لوله ویسکوالاستیک حامل سیال,مدل کلوین- وویت,بستر غیریکنواخت,مقادیر ویژه مختلط,ناپایداری
Fluid Conveying Viscoelastic Pipes,Kelvin-Voigt Model,Non-Uniform Foundation,Complex Eigenvalue,Instability
87
94
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-4327&slc_lang=fa&sid=15
Mousa
Rezaee
موسی
رضائی
100319475328460065063
100319475328460065063
Yes
Professor - University of Tabriz
عضو هیات علمی/ دانشگاه تبریز
Vahid
Arab Maleki
وحید
عرب ملکی
100319475328460065070
100319475328460065070
No
دانشجوی دکتری/ دانشگاه تبریز