弹性地基对输流管道稳定性的影响及耦合颤振分析

弹性地基输流管道的耦合模态颤振分析（2000年）是一篇针对实际工程问题的重要科研论文，主要关注的是流体诱发振动中的一个重要课题——输流管道的振动与稳定性。该研究通过推导出弹性地基下输流管道的固-液耦合振动微分方程，采用幂级数法对Winkler模型和双参数模型的地基进行深入分析。文章的核心发现包括： 1. 弹性地基的影响：与传统假设不考虑地基弹性的情况相比，弹性地基的存在会显著提高管道发生静力失稳和动力失稳的临界流速。这意味着，管道在较低的流速下就可能遭遇失稳的风险，弹性地基的存在起到了延缓失稳和颤振发生的效应。 2. 参数依赖性：弹性地基参数的增大可以进一步提升静力和动力失稳的临界流速，这表明设计者可以通过调整地基参数来控制管道的工作范围，推迟失稳现象的出现。 3. 特殊情况下的行为：当质量比β较大时，管道在经历静力失稳之后，可能会经历再稳定和再发散的过程，随后进入一种耦合模态颤振状态。这种复杂的动态行为揭示了弹性地基对管道复杂振动模式的影响。 4. 方法与应用：研究采用了幂级数法这一数值分析工具，这对于理解和预测不同地基条件下输流管道的稳定性具有重要的实用价值，特别是在建筑工程、桥梁工程、地下工程和基础工程等领域的设计和维护中。 该论文通过对弹性地基输流管道的细致分析，不仅深化了我们对这类结构动态特性的理解，也为实际工程提供了科学的指导，对于保证输流管道安全运行具有重要意义。