Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Механика жидкости, газа и плазмы

Диссертационная работа:

Сафина Гульнара Фриловна. Определение параметров закреплений трубопровода с жидкостью по собственным частотам его колебаний : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.02.05 Нефтекамск, 2006 120 с. РГБ ОД, 61:06-1/1161

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Определение параметров закреплений трубопровода с жидкостью по собственным частотам его колебаний является актуальным в связи с необходимостью решений задач акустической диагностики трубопроводов и виброзащиты топливных систем.

Поставленная проблема непосредственно связана с исследованиями колебательных процессов упругих систем, зависящих от изменения параметров потока жидкости. Задачи акустической диагностики важны в связи с увеличением техногенных катастроф и опасностями, связанными с изношенностью основных фондов. В настоящее время достаточно хорошо разработаны акустические методы обнаружения трещин, определения формы области или размера предмета. Быстрыми темпами развивается и электронная диагностика технических систем. Ученые создают все новые и новые методы диагностики в целях обеспечения большей безопасности людей и быстрого обнаружения неисправности. Однако задачи по акустической диагностике состояния закреплений трубопроводов еще не разработаны. Ранее решались лишь задачи акустического диагностирования струн, мембран, стержней и пластин.

Другое важное использование задачи определения закреплений трубопровода — виброзащита топливных систем. Действительно, трубопроводы являются важнейшими элементами топливных конструкций автомобилей, тракторов, судов, самолетов и т.п. Их колебания приводят порой к дребезжанию, вызывающему неприятные ощущения экипажа и пассажиров. Связано это с тем, что спектры колебаний трубопроводов иногда находятся в опасном для здоровья человека диапазоне. Для изменения частот колебаний трубопровода не всегда бывает целесообразно менять его длину или же прикреплять сосредоточенные массы. Поэтому для создания комфортных условий пассажирам возникает задача определения таких закреплений трубопровода, которые обеспечивали бы нужный (безопасный) диапазон частот его колебаний. Эта проблема связана с научными задачами колебательных процессов систем (оболочка — жидкость), шумоподавления, акустической диагностики и теории обратных задач математической физики. Именно этой важной теме — разработке методов определения параметров закреплений трубопроводов, соответствующих изменяемым параметрам жидкости и обеспечивающих нужный диапазон частот его колебаний, — и посвящена настоящая диссертация.

Цель работы — теоретическое исследование влияния скорости потока жидкости и ее плотности на собственные частоты изгибных колебаний трубопровода и определение закреплений трубопровода по собственным частотам колебаний в зависимости от изменений параметров жидкости.

Основными задачами работы являются: 1) исследование зависимостей собственных частот колебаний трубопровода от скорости потока жидкости и ее плотности; разработка метода определения параметров закреплений трубопровода по собственным частотам его изгибных колебаний в зависимости от изменений скорости течения и плотности жидкости; построение алгоритма решения задачи, позволяющего при изменении параметров жидкости определять такие закрепления трубопровода, которые обеспечивают заданный диапазон частот его колебаний; 2) определение параметров закреплений трубопровода по собственным частотам его изгибных колебаний в случае протекания по нему жидкости; доказательство единственности решения задачи и его устойчивости; разработка математических методов восстановления четырех, двух краевых условий; 3) определение закреплений трубопровода по собственным частотам его изгибных колебаний в случае непротекания по нему жидкости; доказательство двойственности решения задачи и его устойчивости; разработка математических методов восстановления четырех, двух краевых условий; исследование возможности применения найденного метода при диагностировании относительной жесткости упругих закреплений полого трубопровода; 4) разработка на основе построенных алгоритмов решения задач пакетов программ для пользователей.

Методы исследований. Поставленные задачи решались аналитически на основе спектральной теории дифференциальных уравнений, обратных задач математической физики с применением вычислений на ЭВМ.

Научная новизна. Впервые исследована и решена задача определения вида и параметров закреплений трубопровода, содержащего жидкость, по собственным частотам его изгибных колебаний.

Задача исследована в случаях протекания и непротекания жидкости по трубопроводу, а также в зависимости от изменения скорости потока жидкости и ее плотности. Доказаны единственность определения упругих закреплений трубы в случае протекания по ней жидкости и двойственность решения задачи в случае непротекания жидкости. Разработаны методы восстановления по собственным частотам колебаний трубопровода четырех, двух краевых условий, соответствующих заданным

параметрам жидкости. Показано применение методов решения задачи к определению любых (не только упругих) закреплений трубопровода с жидкостью, а также полого трубопровода по собственным частотам его колебаний.

Построены алгоритмы и разработаны пакеты программ для решения задачи акустической диагностики закреплений трубопровода с жидкостью.

Теоретическая и практическая значимость. Разработанные методы решения задачи позволяют обеспечивать заданный диапазон частот колебаний трубопровода при изменении параметров потока жидкости. Построенные алгоритмы решения задачи могут быть применены для диагностики недоступных для визуального осмотра закреплений элементов механических систем и строительных конструкций, составляющими которых являются трубопроводы.

С помощью предложенных методов можно также судить о виброзащитных закреплениях трубопровода с жидкостью. Найденные методы учитывают случаи протекания и непротекания жидкости по трубопроводу, случаи изменения скорости потока жидкости и ее плотности. Они позволяют также определять не только упругие закрепления, но и жесткие защемления, шарнирные опирання, свободные концы и т.п. Предложенные алгоритмы решения применимы и к определению упругих закреплений полых трубопроводов по собственным частотам их колебаний.

О практической значимости исследований свидетельствует участие в грантах: 1) № 13/7, 170-05 (АН РБ) "Методы неразрушающего контроля механических систем", 2005г; 2) № 05-02 (НФ БашГУ) "Прямые и обратные спектральные задачи второго и четвертого порядков", 2005, 2006гг.

Достоверность результатов и предложенных в диссертации методов обоснованы математическими доказательствами, совпадением в частных случаях с результатами других авторов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на конференциях: "IV Региональная школа - конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике"(БГУ, Уфа, 2004г.); Всероссийская конференция "Дифференциальные уравнения и их приложения" (Самара, СамГТУ, 2005г.); V Российская конференция с международным участием "Смешанные задачи механики деформируемого тела" (Саратов, авг. 2005г.); II Всероссийская научная конференция "Математическое моделирование и

краевые задачи"(Самара, СамГТУ, 2005г.); V, VI, VII Всероссийские симпозиумы по прикладной и промышленной математике (май 2005г., Санкт-Петербург; окт. 2005 г., Сочи-Дагомыс; май 2006г., Кисловодск); Всероссийская научно-практическая конференция "Наука и образование", посвященная 15-летию со дня принятия Декларации о государственном Суверенитете Республики Башкортостан и 5-летию образования Нефтекамского филиала БашГУ (25-27 окт.2005г., Нефтекамск); "V Региональная школа - конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике"(БГУ, 27-29 окт. 2005г., Уфа); "Международная уфимская зимняя школа-конференция по математике и физике с участием студентов, аспирантов и молодых ученых" ( 30 нояб.-б дек. 2005г., Уфа).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 14 работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы. Работа содержит 120 страниц текста, в том числе 16 рисунков, 7 таблиц. Список литературы состоит из 87 наименований.

Подобные работы
Юлмухаметов Дмитрий Ринадович
Многокритериальный подход к определению параметров подземных гидродинамических процессов
Алмазова Светлана Викторовна
Использование методов голономной механики для определения собственных частот и форм колебаний системы упругих тел
Царева Альбина Маратовна
Экспериментально-расчетный метод определения резонансных частот и форм колебаний деталей типа дисков с применением голографической интерферометрии
Мутовкин Алексей Николаевич
Усиление СВЧ колебаний с близкими частотами в ЛБВ М-типа
Беляков Антон Олегович
Определение моментов инерции крупногабаритных тел по колебаниям в упругом подвесе
Воейков Сергей Викторович
Определение параметров квазиволновых ионосферных возмущений методами GPS - радиозондирования
Чанилов Олег Игоревич
Определение параметров движения отражателя в интерференционной системе с помощью Фурье- и вейвлет-преобразований
Шориков Алексей Олегович
Использование первопринципных расчетов электронной структуры для определения параметров микроскопических моделей
Мишин Юрий Миронович
Методы определения параметров граничной диффузии. Теория и экспериментальная практика
Зорин Сергей Анатольевич
Определение параметров разрушения анизотропных пластин с упругими линейными подкреплениями методом сингулярных интегральных уравнений

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net