Анализ колебаний надземного газопровода при ветровом резонансе
Автор: Потапов Александр Николаевич, Тазеев Наиль Тимурович, Амирова Регина Расимовна, Орлова Ольга Геннадьевна
Рубрика: Строительная механика
Статья в выпуске: 1 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрен активный способ гашения ветровых автоколебаний модели надземного газопровода, позволяющий отстраивать систему от резонансной частоты путем изменения ее расчетной схемы. Способ заключается в установке в одном из пролетов расчетной модели устройства гашения колебаний, работающего по принципу односторонней связи (ОС). Предложена новая математическая модель колебаний с симметричной формой деформирования оси надземного газопровода. Реализация нестационарного динамического процесса выполнена в рамках теории временного анализа. Интегрирование уравнения движения проведено в матричной форме для системы с конечным числом степеней свободы и учетом внутреннего трения. На численном примере дано сравнение расчетных моделей с симметричной и кососимметричной собственной формой колебания и показана эффективность предложенного подхода с симметричной формой.
Надземный газопровод, автоколебания, устройство гашения колебаний, односторонняя связь, форма собственных колебаний, матрица жесткости, перемещение
Короткий адрес: https://sciup.org/147233732
IDR: 147233732 | УДК: 624.04:539.3:534 | DOI: 10.14529/build210102
Vibration analysis of an above-ground gas pipeline at wind resonance
The article considers an active method for damping wind self-sustained oscillations of an above-ground gas pipeline model, which allows the system to be tuned from the resonance frequency by changing its design scheme. The method consists in installing an oscillation damping device in one of the spans of the design model, functioning on the principle of one-way operation. A new mathematical model of oscillations with a symmetric deformation of the axis of the above-ground gas pipeline is proposed. The non-stationary dynamic process is realized within the framework of the theory of time analysis. Integration of the motion equation is performed in matrix form for a system with a finite number of the degrees of freedom and taking into account internal friction. A numerical example is used to compare computational models with a symmetric and skew-symmetric natural mode of oscillation and show the effectiveness of the proposed approach with a symmetric shape.
Список литературы Анализ колебаний надземного газопровода при ветровом резонансе
- Бисплингхофф, Р.Л. Аэроупругость: монография / Р.Л. Бисплингхофф, X Эшли, Р.Л. Халфман. -М.: ИЛ, 1958. - 799 с.
- Пановко, Я.Г. Устойчивость и колебания упругих систем / Я.Г. Пановко, И.И. Губанова. -М.: Изд-во Наука, 1967. - 420 с.
- Suppression of vortex-induced vibration of a circular cylinder by a passive-jet flow control / Wen-Li Chen, Guan-Bin Chen, Feng Xu et al. // Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics. - 2020. - Vol. 199. - P. 1-13.
- Three-dimensional vortex-induced vibrations of supported pipes conveying fluid based on wake oscillator models / L. Wang, T.L. Jiang, H.L. Dai, Q. Ni // Journal of Sound and Vibration. - 2018. - Vol. 422. -P. 590-612.
- Пат. RU 66000 U1, МПК F16L 55/033, F16L 3/00. Устройство для гашения резонансных колебаний трубопровода / А.Н. Потапов, Н.В. Дегтярева и др. - № 2007109081/22; заявл. 12.03.2007, опубл. 27.08.2007.
- Пат. RU 2699300 C1, МПК F16L 55/02, F16F 15/08. Устройство подавления вибрации / И.Г. Ткаченко, С.Г. Шабля и др. - № 2018127117, заявл. 23.07.2018; опубл. 04.09.2019. Бюл. № 25.
- Пат. RU 2550583 C1, МПК F16F 7/14. Амортизатор / М.А.Минасян , А.М. Минасян. -№ 2014100557/11, заявл. 09.01.2014; опубл. 10.05.2015. Бюл. № 13.
- Пат. RU 2533657 C1, МПК H02G 7/14. Гаситель вибрации /ВА. Антимонов, Б.М. Жуков и др. -№ 2013128975/07, заявл. 26.06.2013, опубл. 20.11.2014. Бюл. № 32.
- Пат. RU 2669981 C1, МПК F16L 55/035, F16L 3/11. Виброизолирующая подвеска трубопровода /Л.А. Акопян, А.Ю. Бескровный и др. - № 2017137455, заявл. 25.10.2017, опубл. 17.10.2018. Бюл. № 29.
- Пат. RU 2686957 C1, МПК F16L 55/02. Устройство подавления вибрации / И.Г. Ткаченко, С.Г. Шабля и др. - № 2018104385, заявл. 05.02.2018, опубл. 06.05.2019. Бюл. № 13.
- Динамический расчет зданий и сооружений /М.Ф. Бернштейн, В.А. Ильичев, Б.Г. Коренев и др.; под ред. Б.Г. Коренева, И.М. Рабиновича. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Стройиздат, 1984. - 303 с.
- Gabbai, R.D., Benaroya, H. An overview of modeling and experiments of vortex-induced vibration of circular cylinders // Journal of Sound and Vibration. - 2005. - Vol. 282. - P. 575-616.
- Казакевич, М.И. Аэродинамическая устойчивость надземных и висячих трубопроводов / М.И. Казакевич. -М.: Недра, 1977. - 200 с.
- Потапов, А.Н. Динамический анализ дискретных диссипативных систем при нестационарных воздействиях /А.Н. Потапов. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003. - 167 с.
- Дегтярева, Н.В. Построение аэродинамически устойчивой расчетной модели надземного газопровода с односторонней связью /Н.В. Дегтярева //Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». -2009. - № 16 (149) - С. 23-28.
- Потапов, А.Н. Временной анализ модели надземного газопровода с односторонними связями при аэродинамической неустойчивости / А.Н. Потапов, Н.В. Дегтярева //Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». - 2009. -№ 16 (149). - С. 23-28.
