Устойчивость участка трубопровода на упругом основании с дополнительной опорой
Ключевые слова:
участок трубопровода с дополнительной опорой, упругое основание, динамический метод исследования устойчивости, метод собственных функций, флаттер и дивергенция
Аннотация
Исследована устойчивость участка трубопровода, расположенного на упругом основании, жестко закрепленного на одном конце и имеющего на другом упругую инерционную опору, связанную с основанием. С помощью динамического метода проанализировано влияние различных параметров закрепления трубопровода: жесткости упругого основания, жесткости и массы дополнительной опоры на его устойчивость. На плоскости параметров, характеризующих скорость и погонную массу протекающей жидкости, построены границы области устойчивости.
Литература
1. Bolotin V.V. Dynamic Instabilities in Mechanics of Structures // Appl. Mech. Rev. 1999. V. 52(1). Pp. 1—9.
2. Гуськов А.М., Пановко Г.Я. Особенности динамики механических систем под действием неконсервативных (циркуляционных) сил. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013.
3. Kirilov O.N. Nonconservative Stability Problems of Modern Physics. Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2021.
4. Hellum A., Mukherjee R., Benard A., Hull A.J. Modeling and Simulation of the Dynamics of a Submersible Propelled by a Fluttering Fluid-conveying Tail // J. Fluids Struct. 2013. V. 36. Pp. 83—110.
5. Bigoni D., Kirillov O.N., Misseroni D., Noselli G., Tommasini M. Flutter and Divergence Instability in the Pfluger Column: Experimental Evidence of the Ziegler Destabilization Paradox // J. Mech. Phys. Solids. 2018. V. 116. Pp. 99—116.
6. Paidoussis M.P. Dynamics of Tubular Cantilevers Conveying Fluid // J. Mech. Eng. Sci. 1970. V. 612(2). Pp. 85—103.
7. Elishakoff I., Vittori P. A Paradox of Non-monotonicity in Stability of Pipes Con-Veying Fluid // Theor. and Appl. Mech. 2005. V. 32. Pp. 235—282.
8. Marzani A. e. a. FEM Formulation for Dynamic Instability of Fluid-conveying Pipe on Nonuniform Elastic Foundation // Int. J. Mechanics Based Design of Structures and Machines 2012. V. 40(1). Pp. 83—95.
9. Bahaadini R., Hosseini M. Flow-induced and Mechanical Stability of Cantilevercarbon Nanotubes Subjected to an Axial Compressive Load // Appl. Math. Model. 2018. V. 59. Pp. 597—613.
10. Wang L., Dai H.L., Ni Q. Nonconservative Pipes Conveying Fluid: Evolution of Mode Shapes with Increasing Flow Velocity // J. Vibration and Control. 2015. V. 21(6). Pp. 3359—3367.
11. Bahaadini R. e. a. Stability Analysis of Composite Thin-walled Pipes Conveying Fluid // Ocean Eng. 2018. V. 160. Pp. 311—323.
12. Tornabene F. e. a. Critical Flow Speeds of Pipes Conveying Fluid Using the Generalized Differential Quadrature Method // Adv. Theor. Appl. Mech. 2010. V. 3. Pp. 121—138.
13. Болотин В.В. Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости. М.: Физматгиз, 1961.
14. Радин В.П. и др. Динамическая устойчивость трубопровода с протекающей по нему жидкостью // Известия высших учебных заведений. Серия «Машиностроение». 2020. № 11. C. 3—12.
15. Радин В.П. и др. Методы определения критических значений неконсервативных нагрузок в задачах устойчивости механических систем // Известия высших учебных заведений. Серия «Машиностроение». 2019. № 10. C. 3—13.
16. Радин В.П. и др. Решение неконсервативных задач теории устойчивости. М.: Физматлит, 2017.
---
Для цитирования: Радин В.П., Чирков В.П., Цой В.Э., Стенина Т.Е., Минаков Б.В. Устойчивость участка трубопровода на упругом основании с дополнительной опорой // Вестник МЭИ. 2024. № 3. С. 141—147. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-3-141-147
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Bolotin V.V. Dynamic Instabilities in Mechanics of Structures. Appl. Mech. Rev. 1999;52(1):1—9.
2. Gus'kov A.M., Panovko G.Ya. Osobennosti Dinamiki Mekhanicheskikh Sistem pod Deystviem Nekonservativnykh (Tsirkulyatsionnykh) Sil. M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2013. (in Russian).
3. Kirilov O.N. Nonconservative Stability Problems of Modern Physics. Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2021.
4. Hellum A., Mukherjee R., Benard A., Hull A.J. Modeling and Simulation of the Dynamics of a Submersible Propelled by a Fluttering Fluid-conveying Tail. J. Fluids Struct. 2013;36:83—110.
5. Bigoni D., Kirillov O.N., Misseroni D., Noselli G., Tommasini M. Flutter and Divergence Instability in the Pfluger Column: Experimental Evidence of the Ziegler Destabilization Paradox. J. Mech. Phys. Solids. 2018;116:99—116.
6. Paidoussis M.P. Dynamics of Tubular Cantilevers Conveying Fluid. J. Mech. Eng. Sci. 1970;612(2):85—103.
7. Elishakoff I., Vittori P. A Paradox of Non-monotonicity in Stability of Pipes Con-Veying Fluid. Theor. and Appl. Mech. 2005;32:235—282.
8. Marzani A. e. a. FEM Formulation for Dynamic Instability of Fluid-conveying Pipe on Nonuniform Elastic Foundation. Int. J. Mechanics Based Design of Structures and Machines 2012;40(1):83—95.
9. Bahaadini R., Hosseini M. Flow-induced and Mechanical Stability of Cantilevercarbon Nanotubes Subjected to an Axial Compressive Load. Appl. Math. Model. 2018;59:597—613.
10. Wang L., Dai H.L., Ni Q. Nonconservative Pipes Conveying Fluid: Evolution of Mode Shapes with Increasing Flow Velocity. J. Vibration and Control. 2015;21(6):3359—3367.
11. Bahaadini R. e. a. Stability Analysis of Composite Thin-walled Pipes Conveying Fluid. Ocean Eng. 2018;160:311—323.
12. Tornabene F. e. a. Critical Flow Speeds of Pipes Conveying Fluid Using the Generalized Differential Quadrature Method. Adv. Theor. Appl. Mech. 2010;3:121—138.
13. Bolotin V.V. Nekonservativnye Zadachi Teorii Uprugoy Ustoychivosti. M.: Fizmatgiz, 1961. (in Russian).
14. Radin V.P. i dr. Dinamicheskaya Ustoychivost' Truboprovoda s Protekayushchey po Nemu Zhidkost'yu. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Seriya «Mashinostroenie». 2020. № 11. C. 3—12. (in Russian).
15. Radin V.P. i dr. Metody Opredeleniya Kriticheskikh Znacheniy Nekonservativnykh Nagruzok v Zadachakh Ustoychivosti Mekhanicheskikh Sistem. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Seriya «Mashinostroenie». 2019. № 10. C. 3—13. (in Russian).
16. Radin V.P. i dr. Reshenie Nekonservativnykh Zadach Teorii Ustoychivosti. M.: Fizmatlit, 2017. (in Russian)
---
For citation: Radin V.P., Chirkov V.P., Tsoy V.E., Stenina T.E., Minakov B.V. Stability of the Pipeline Section on an Elastic Foundation with an Additional Support. Bulletin of MPEI. 2024;3:141—147. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-3-141-147
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
2. Гуськов А.М., Пановко Г.Я. Особенности динамики механических систем под действием неконсервативных (циркуляционных) сил. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013.
3. Kirilov O.N. Nonconservative Stability Problems of Modern Physics. Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2021.
4. Hellum A., Mukherjee R., Benard A., Hull A.J. Modeling and Simulation of the Dynamics of a Submersible Propelled by a Fluttering Fluid-conveying Tail // J. Fluids Struct. 2013. V. 36. Pp. 83—110.
5. Bigoni D., Kirillov O.N., Misseroni D., Noselli G., Tommasini M. Flutter and Divergence Instability in the Pfluger Column: Experimental Evidence of the Ziegler Destabilization Paradox // J. Mech. Phys. Solids. 2018. V. 116. Pp. 99—116.
6. Paidoussis M.P. Dynamics of Tubular Cantilevers Conveying Fluid // J. Mech. Eng. Sci. 1970. V. 612(2). Pp. 85—103.
7. Elishakoff I., Vittori P. A Paradox of Non-monotonicity in Stability of Pipes Con-Veying Fluid // Theor. and Appl. Mech. 2005. V. 32. Pp. 235—282.
8. Marzani A. e. a. FEM Formulation for Dynamic Instability of Fluid-conveying Pipe on Nonuniform Elastic Foundation // Int. J. Mechanics Based Design of Structures and Machines 2012. V. 40(1). Pp. 83—95.
9. Bahaadini R., Hosseini M. Flow-induced and Mechanical Stability of Cantilevercarbon Nanotubes Subjected to an Axial Compressive Load // Appl. Math. Model. 2018. V. 59. Pp. 597—613.
10. Wang L., Dai H.L., Ni Q. Nonconservative Pipes Conveying Fluid: Evolution of Mode Shapes with Increasing Flow Velocity // J. Vibration and Control. 2015. V. 21(6). Pp. 3359—3367.
11. Bahaadini R. e. a. Stability Analysis of Composite Thin-walled Pipes Conveying Fluid // Ocean Eng. 2018. V. 160. Pp. 311—323.
12. Tornabene F. e. a. Critical Flow Speeds of Pipes Conveying Fluid Using the Generalized Differential Quadrature Method // Adv. Theor. Appl. Mech. 2010. V. 3. Pp. 121—138.
13. Болотин В.В. Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости. М.: Физматгиз, 1961.
14. Радин В.П. и др. Динамическая устойчивость трубопровода с протекающей по нему жидкостью // Известия высших учебных заведений. Серия «Машиностроение». 2020. № 11. C. 3—12.
15. Радин В.П. и др. Методы определения критических значений неконсервативных нагрузок в задачах устойчивости механических систем // Известия высших учебных заведений. Серия «Машиностроение». 2019. № 10. C. 3—13.
16. Радин В.П. и др. Решение неконсервативных задач теории устойчивости. М.: Физматлит, 2017.
---
Для цитирования: Радин В.П., Чирков В.П., Цой В.Э., Стенина Т.Е., Минаков Б.В. Устойчивость участка трубопровода на упругом основании с дополнительной опорой // Вестник МЭИ. 2024. № 3. С. 141—147. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-3-141-147
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Bolotin V.V. Dynamic Instabilities in Mechanics of Structures. Appl. Mech. Rev. 1999;52(1):1—9.
2. Gus'kov A.M., Panovko G.Ya. Osobennosti Dinamiki Mekhanicheskikh Sistem pod Deystviem Nekonservativnykh (Tsirkulyatsionnykh) Sil. M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2013. (in Russian).
3. Kirilov O.N. Nonconservative Stability Problems of Modern Physics. Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2021.
4. Hellum A., Mukherjee R., Benard A., Hull A.J. Modeling and Simulation of the Dynamics of a Submersible Propelled by a Fluttering Fluid-conveying Tail. J. Fluids Struct. 2013;36:83—110.
5. Bigoni D., Kirillov O.N., Misseroni D., Noselli G., Tommasini M. Flutter and Divergence Instability in the Pfluger Column: Experimental Evidence of the Ziegler Destabilization Paradox. J. Mech. Phys. Solids. 2018;116:99—116.
6. Paidoussis M.P. Dynamics of Tubular Cantilevers Conveying Fluid. J. Mech. Eng. Sci. 1970;612(2):85—103.
7. Elishakoff I., Vittori P. A Paradox of Non-monotonicity in Stability of Pipes Con-Veying Fluid. Theor. and Appl. Mech. 2005;32:235—282.
8. Marzani A. e. a. FEM Formulation for Dynamic Instability of Fluid-conveying Pipe on Nonuniform Elastic Foundation. Int. J. Mechanics Based Design of Structures and Machines 2012;40(1):83—95.
9. Bahaadini R., Hosseini M. Flow-induced and Mechanical Stability of Cantilevercarbon Nanotubes Subjected to an Axial Compressive Load. Appl. Math. Model. 2018;59:597—613.
10. Wang L., Dai H.L., Ni Q. Nonconservative Pipes Conveying Fluid: Evolution of Mode Shapes with Increasing Flow Velocity. J. Vibration and Control. 2015;21(6):3359—3367.
11. Bahaadini R. e. a. Stability Analysis of Composite Thin-walled Pipes Conveying Fluid. Ocean Eng. 2018;160:311—323.
12. Tornabene F. e. a. Critical Flow Speeds of Pipes Conveying Fluid Using the Generalized Differential Quadrature Method. Adv. Theor. Appl. Mech. 2010;3:121—138.
13. Bolotin V.V. Nekonservativnye Zadachi Teorii Uprugoy Ustoychivosti. M.: Fizmatgiz, 1961. (in Russian).
14. Radin V.P. i dr. Dinamicheskaya Ustoychivost' Truboprovoda s Protekayushchey po Nemu Zhidkost'yu. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Seriya «Mashinostroenie». 2020. № 11. C. 3—12. (in Russian).
15. Radin V.P. i dr. Metody Opredeleniya Kriticheskikh Znacheniy Nekonservativnykh Nagruzok v Zadachakh Ustoychivosti Mekhanicheskikh Sistem. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Seriya «Mashinostroenie». 2019. № 10. C. 3—13. (in Russian).
16. Radin V.P. i dr. Reshenie Nekonservativnykh Zadach Teorii Ustoychivosti. M.: Fizmatlit, 2017. (in Russian)
---
For citation: Radin V.P., Chirkov V.P., Tsoy V.E., Stenina T.E., Minakov B.V. Stability of the Pipeline Section on an Elastic Foundation with an Additional Support. Bulletin of MPEI. 2024;3:141—147. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-3-141-147
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Опубликован
2024-02-20
Выпуск
Раздел
Механика деформируемого твердого тела (технические науки) (1.1.8)
