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振 动 与 冲 击
第35卷第5期 JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK Vol.35No.52016
双金属复合翅片管振动特性的研究
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郭建英 ,马腾飞 .刘生宝 ,白艳艳
(1.太原理工大学 矿业工程学院;2.太原理工大学 应用力学与生物工程研究所,太原 030024;
3.中石化宁波工程有限公司,宁波 315103;4.太原理工大学 机械工程学院,太原 030024)
摘 要:双金属复合翅片管是一种高效传热元件,容易发生流体诱导振动破坏,对其进行振动模态理论分析具有
重要的工程指导意义。针对双金属复合翅片管的结构特征,将其简化为串、并联刚度系统,采用组合截面等效弯曲刚度、
等效扭转刚度和等效抗拉压刚度,并结合等效质量和等效转动惯量的方法,对其弯曲、扭转和轴向振动模态进行理论解
析。为了验证理论分析方法的准确性,对双金属复合翅片管的振动模态进行了实验测试和有限元分析。研究了翅片几何
参数对双金属复合翅片管振动频率的影响规律。结果表明,对于矩形翅片形式的钢铝双金属翅片管,其弯曲、扭转和轴向
振动频率均随翅片高度和翅片厚度的增大而减小,随翅片间距的增大而增大。
关键词:双金属翅片管;振动模态;等效截面刚度;等效质量;等效转动惯量
中图分类号:TB123 文献标志码:A DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2016.05.033
Vibrationcharacteristicsofbimetallicfinnedtubes
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GUOJianying,MATengfei,LIUShengbao,BAIYanyan
(1.CollegeofMiningEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;
2.InstituteofAppliedMechanicsandBiomedicalEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;
3.SinopecNingboEngineeringCo.,Ltd.,Ningbo315103,China;
4.CollegeofMechanicalEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)
Abstract: Bimetallicfinnedtubesarehighlyefficientheattransfercomponents,andtheyareeasytohaveflow
inducedvibrationdamages.Theirmodalanalysishasanimportantengineeringsignificance.Abimetallicfinnedtubewas
simplifiedasasystemwithseriesandparallelstiffnessesaccordingtoitsstructuralcharacteristics.Thebending,torsion
andaxialvibrationmodesofthebimetallicfinnedtubewereanalyzedtheoreticallybyusingthemethodsofequivalent
crosssectionalbendingstiffness,equiv
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