单边约束下受脉动内流激励作用简支输流管的碰振响应研究

摘要

通过使用一个受拉时刚度几乎为零、受压后刚度迅速增大的非线性弹簧模拟单边约束,研究了单边约束下受脉动内流激励作用简支输流管的非线性动力学行为,分析了脉动激励频率、流体流速、约束的位置坐标、约束间隙等参数对输流管动力学特性的影响。单边约束下简支输流管由稳定的周期运动通向混沌的三种主要路径:经概周期运动通向混沌窗口、发生倍周期分岔通向混沌窗口与直接跳跃进入混沌窗口。观察到了N_(2)/N_(1)周期碰撞振动、倍周期碰振响应与擦边运动等非光滑碰振系统特有的现象。单边约束处于适当的位置可使输流管的最大响应幅值大幅度降低,甚至能使输流管与约束一直处于黏滞状态。