基于等效质量法的液压管路系统有限元分析,   中山神湾镇登高车出租,  中山登高车出租,  中山登高车出租公司      研究液压管路系统振动的有限元分析方法一般有以下两种：流固耦合法和等效质量法。流固耦合法：流固耦合力学的发展源于固体力学与流体力学，它主要是用来研究固体和流体两者之间的相互影响。在流体作用下，固体会发生形状上的改变，固体形状上的改变又会转而对流体的运动产生影响。正是因为流固耦合具有这一重要特征，所以对于流固耦合的求解问题，需要同时考虑固体场和流体场的运动特征。等效质量法：等效质量法是将管路中流体的质量以附加质量的形式等效到管壁上，以此来描述流体对管路的影响。由于等效质量法忽略了流体本身对管路振动特性的影响，没有考虑实际管路中流体和管路两者间的相互影响，所以该方法计算结果的准确性没有流固耦合法高，但建模和计算效率较高。

       等效质量法的基本理论,  等效质量法是将管路中流体的质量以附加质量的形式等效到管路内壁上，以此来代替流体对管路的影响，而不考虑流体本身对管路振动特性的影响，即忽略它们之间的耦合影响。令管内液体的密度为，管路的密度为，管内液体的体积为，管路的体积为，那么管路的等效密度为：ssffsρ=ρV+ρVV：—等效后的管道密度；—管道的密度；管道的体积；—液体的密度； —液体的体积。在展开模态分析时，忽略系统的阻尼和激励力，则动力学微分方程可表示为：[M]—管道质量矩阵；{x}—管道节点位移向量；[K]—管道刚度矩阵。二阶齐次微分方程组，结合高等数学的相关知识便能够求出其特征向量及特征值，即能求得管道的模态。

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       等效质量法与流固耦合法不同的是只需要创建管路的有限元模型，而不需要建立流体有限元模型。利用等效质量法对管路系统展开模态分析的一般流程为：（1）首先建立液压管路系统的有限元模型，然后在ANSYS中对管路材料属性进行设置，其中管路密度应该为将流体的质量以附加质量的形式等效到管壁上计算得到的等效密度。（2）对管路材料属性设置完成后，进行合理的网格划分，依据管路的实际情况施加约束和载荷。（3）最后进行计算求解并查看仿真分析的结果。

       主要介绍了利用有限元仿真分析软件ANSYSWorkbench研究液压管路系统振动的两种分析方法：流固耦合法和等效质量法。首先，阐述了利用流固耦合法分析液压管路振动的基本原理，其中包括了液压管路系统的动力学模型的建立以及采用ANSYS多物理场求解器求解流固耦合问题的方法，并对液压管路系统进行流固耦合分析的基本步骤进行了简要介绍。然后，对利用等效质量法分析液压管路振动问题进行了阐述。其中包括了利用等效质量法分析液压管路振动的基本原理以及一般流程。

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