波纹管模态分析以及流固耦合瞬态响应特性分析

    管道系统作为流体运输系统中核心的组成部分，在化学工业、电力能源、海洋工程、航空航天、公共事业等工业及民生领域都有着非常广泛的应用，并发挥着重要作用。但无法忽视的问题是，它在工作过程中，管体和流体之间会产生非常明显的相互耦合的作用，使得所输送的流体出现由于多种因素作用而引起的非定常流动，致使管路产生振动。但对于输流管道产生的振动不能仅仅看作是流体或着其他因素引起的管道系统的振动，而应该将管道和流体之间的这种整体振动看作是流固耦合振动来考虑。

    波纹管作为工业管道系统中一种带有多组横向波纹、表面呈现圆柱形的、轴对称薄壁弹性壳体的管道，经常用于管道系统的位移及热补偿、隔振降噪和介质隔离等。正是由于波纹管的这种复杂的变截面几何结构特征，在流体的作用下，使得这种薄壁管更容易产生有别与其他管道的振动变形。而设计波纹管时，一般只考虑它的静载荷与静特性，致使波纹管在使用过程中，经常造成由于振动引起的失效破坏等重大经济损失。随着工业产品自身技术指标的逐步提高，要求波纹管在设计，制造，安装和使用等各阶段都应全面考虑其静、动态特性。作为一类用于连接输流管道的输液波纹管，由于流体作用产生的振动影响明显高于其它管件，因此，在这种情况下，它不仅无法作为有效的消振隔振元件，反而还会成为系统振动的制造者。
 
    综上所述，基于波纹管同其他管道的差异，对波纹管进行模态分析以及流固耦合瞬态响应特性分析，在工程实际应用上有重要的现实意义。