Spatial Oscillations of a Pipeline with Vibrating Supports
- Авторлар: Utyashev I.1, Shakiryanov M.1
-
Мекемелер:
- Mavlyutov Institute of Mechanics UFRC RAS
- Шығарылым: № 4 (2023)
- Беттер: 38-52
- Бөлім: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/1026-3519/article/view/137532
- DOI: https://doi.org/10.31857/S057232992260058X
- EDN: https://elibrary.ru/JLLDYA
- ID: 137532
Дәйексөз келтіру
Аннотация
Spatial oscillations of a section of a pipeline with a liquid contained in it during the translational vibrational movements of the supports are investigated. Oscillations of both supports occur with equal amplitudes, frequencies and phases. Pipe deformations associated with the exit of its axis from the bending plane are assumed to be small. The interactions of internal constant pressure and changes in the curvature of the axial line, longitudinal and circumferential deformations of the pipe are taken into account. Its flexural-rotational vibrations are described by a system of two non-linear differential equations. By applying the Bubnov-Galerkin method, this system is reduced to the Cauchy problem, which is then solved numerically by the Runge-Kutta method. In the case of small bending and angular motions of the pipe, a comparison of the analytical and numerical solutions is given. An analysis is given of periodic and non-periodic oscillations of steel, titanium and composite pipes, for which, in particular, frequency spectra and Poincare mappings are constructed.
Авторлар туралы
I. Utyashev
Mavlyutov Institute of Mechanics UFRC RAS
Email: utyashevim@mail.ru
Ufa, 450054 Russia
M. Shakiryanov
Mavlyutov Institute of Mechanics UFRC RAS
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: shakmar9@mail.ru
Ufa, 450054 Russia
Әдебиет тізімі
- Ильгамов М.А. Колебания упругих оболочек, содержащих жидкость и газ. М.: Наука, 1969. 180 с.
- Светлицкий В.А. Механика трубопроводов и шлангов. М.: Машиностроение, 1982. 280 с.
- Ганиев Р.Ф., Низамов Х.Н., Дербуков Е.И. Волновая стабилизация и предупреждение аварий в трубопроводах. М.: Из-во МГТУ, 1996. 258 с.
- Ibrahim R.A. Mechanics of pipes conveying fluids // ASME J. Pressure Vessel Technol. 2010. V. 132. P. 1–32. https://doi.org/10.1115/1.4001271
- Li S., Karney B. W., Liu G. FSI research in pipeline systems – A review of the literature // J. Fluids Struct. 2015. V. 57. P. 277–297. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2015.06.020
- Ilgamov M.A., Tang D.M., Dowell E.H. Flutter and forced response of a cantilevered pipe: The influence of internal pressure and nozzle discharge // J. Fluids Struct. 1994. V. 8. P. 139–156.
- Wadham-Gagnon M., Païdoussis M.P., Semler C. Dynamics of cantilevered pipes conveying fluid. Part 1: Nonlinear equations of three-dimensional motion // J. Fluids Struct. 2007. V. 23. P. 545–567. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2006.10.006
- Païdoussis M.P., Semler C., Wadham-Gagnon M., Saaid S. Dynamics of cantilevered pipes conveying fluid. Part 2: Dynamics of the system with intermediate spring support // J. Fluids Struct. 2007. V. 23. P. 569–587. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2006.10.009
- Modarres-Sadeghi Y., Semler C., Wadham-Gagnon M., Païdoussis M.P. Dynamics of cantilevered pipes conveying fluid. Part 3: Three-dimensional dynamics in the presence of an end-mass // J. Fluids Struct. 2007. V. 23. P. 589–603. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2006.10.007
- Tang D.M., Ilgamov M.A., Dowell E.H. Buckling and post-buckling behavior of a pipe subjected to internal pressure // J. Appl. Mech. 1995. V. 62. № 3. P. 595–600.
- Ильгамов М.А., Мишин В.Н. Поперечные колебания трубы под действием бегущих волн в жидкости // Изв. РАН. МТТ. 1997. № 1. С. 181–192.
- Zou G.P., Cheraghi N., Taheri F. Fluid-induced vibration of composite gas pipelines // J. Solids Struct. 2005. V. 42. P. 1253–1268. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2004.07.001
- Ан Е.В., Рашидов Т.Р. Сейсмодинамика подземных трубопроводов, взаимодействующих с водонасыщенным мелкодисперсным грунтом // Изв. РАН МТТ. 2015. № 3. С. 89–104.
- Исраилов М.Ш. Связанные сейсмические колебания трубопровода в бесконечной упругой среде // Изв. РАН МТТ. 2016. № 1. С. 57–66.
- Łuczko J., Czerwiński A. Nonlinear three-dimensional dynamics of flexible pipes conveying fluids // J. Fluids Struct. 2017. V. 70. P. 235–260. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2017.02.002
- Ганиев Р.Ф., Ильгамов М.А., Хакимов А.Г., Шакирьянов М.М. Пространственные колебания трубопровода в сплошной среде под действием переменного внутреннего давления // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2016. № 6. С. 3–13.
- Ганиев Р.Ф., Ильгамов М.А., Хакимов А.Г., Шакирьянов М.М. Пространственные непериодические колебания трубопровода под действием переменного внутреннего давления // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2017. № 2. С. 3–12.
- Ильгамов М.А. Динамика трубопровода при действии внутреннего ударного давления // Изв. РАН. МТТ. 2017. № 6. С. 83–96.
- Ганиев Р.Ф., Ильгамов М.А., Хакимов А.Г., Шакирьянов М.М. Пространственные колебания трубопровода с упруго-смещающейся опорой при действии внутреннего ударного давления // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2018. № 6. С. 3–12. https://doi.org/10.31857/S023571190002555-1
- Шакирьянов М.М. Пространственные нелинейные колебания трубопровода при действии внутреннего ударного давления // Изв. РАН. МТТ. 2019. № 6. С. 76–84. https://doi.org/10.1134/S0572329919060114
- Huayuan Ma, Long Y., Zhong M. et al. Study on ground vibration mode of physical explosion of high pressure natural gas pipeline // Acoust. Phys. 2019. V. 65. C. 583–592. https://doi.org/10.1134/S1063771019050142
- Limarchenko V.O., Limarchenko O.S., Sapon N.N. Dynamics of a Pipeline with a Liquid on a Rotating Base // Int. Appl. Mech. 2020. V. 56. P. 351–357. https://doi.org/10.1007/s10778-020-01018-6
- Lu Z.Q., Zhang K.K., Ding H., Chen L.Q. Nonlinear vibration effects on the fatigue life of fluid-conveying pipes composed of axially functionally graded materials. Nonlinear Dyn. 2020. V. 100. № 2. P. 1091–1104. https://doi.org/10.1007/s11071-020-05577-8
- Mao X., Ding H. & Chen L. Bending vibration control of pipes conveying fluids by nonlinear torsional absorbers at the boundary // Sci. China Technol. Sci. 2021. V. 64. P. 1690–1704. https://doi.org/10.1007/s11431-020-1791-2
- Ильгамов М.А., Шакирьянов М.М. Положения динамического равновесия изогнутого трубопровода с вибрирующими опорами // Докл. РАН. Физ., тех. науки. 2021. Т. 496. № 1. С. 55–59. https://doi.org/10.31857/S2686740021010053
- Акуленко Л.Д., Иванов М.И., Коровина Л.И., Нестеров С.В. Свободные колебания участка трубопровода // Изв. РАН. МТТ. 2011. № 1. С. 172–187.
- Акуленко Л.Д., Иванов М.И., Коровина Л.И., Нестеров С.В. Основные свойства собственных колебаний протяженного участка трубопровода // Изв. РАН. МТТ. 2013. № 4. С. 119–134.
- Акуленко Л.Д., Гавриков А.А., Нестеров С.В. Собственные колебания трубопровода на упругом основании, транспортирующего жидкость // Изв. РАН. МТТ. 2018. № 1. С. 123–133.