1. 研究目的与意义（文献综述）

流体管道系统广泛应用于海洋工程,生物工程，电力工业，石油能源工业，核工业，舰船，飞行器动力装置以及日常生活中，以传递液体质量流，动量流或质量流。因为在管路系统中存在泵和阀门等内部声源以及基础振动和管道破裂等外部激励，所以会产生管壁的结构振动和内部流体的压力脉动，并产生在管道和流体中传播的振动噪声。管壁振动以及流体的脉动使管路系统及设备附件造成破坏，产生巨大的经济损失。振动噪声问题在舰船管路系统中更为突出，一方面会造成管路以及精密仪器附件破坏，影响管路系统以及动力系统的正常运行；另一方面管路系统的振动噪声会通过船体以及内外部流体交换而产生声辐射影响其隐身性，直接对舰船安全构成威胁。

流体管道振动是一种典型的流固耦合振动。流固耦合振动又称流体诱发振动。诱发管道振动的原因有很多种，比如：湍流激振，流体脉动，漩涡脱落，流体失稳以及阀门磨损造成卡门涡街等等。管路中流体流体流速，压力突然改变或者地基振动，管路系统中的机械振动等，会诱发流体的脉动或管路的振动，流体的脉动和管路的振动两者相互影响，即流体的脉动会激起管路的振动，而管路的振动也会引起流体的脉动，两者之间的这种相互影响作用称为流固耦合。

目前国内外学者对流固耦合的研究，主要考虑泊松耦合，摩擦耦合，结合部耦合以及bourdon耦合。泊松耦合是由于局部的流体压力和管壁应力之间的相互作用而导致的沿管线的耦合，耦合程度与泊松比有关。摩擦耦合是由于管壁和流体的相对运动产生大的粘性摩擦效应而导致的边界耦合。摩擦耦合相对另外三种耦合来说影响很小，通常可以忽略不计。由于管道结合部处产生的流体扰动，造成压力的失衡而产生的耦合称为结合部耦合。

2. 研究的基本内容与方案

对许多人来说，管路振动试验台是一个冷僻的专业词汇，恐怕大部分人不知其为何物。实际上，振动试验台应用范围极广，大到火箭制造，小到饼干的生产，都需要做振动试验。这样一种被广泛使用的关键设备，过去很长一段时间，由于受到多种技术的制约，我国所使用的振动试验台大多一直依靠国外进口。但是本文却以设计能够安装各种形状管路的管路振动试验台开始，进而通过机械激励得出管道的频率响应函数，再与流体通过管道引起的振动相比较，最后得出结论。具体内容如下：

1.根据参数要求，选择相应的液压元件。

2.设计一个能够安装各种形状管路的航天液压系统管路振动试验台，并通过solidworks软件建立三维模型。

3.选用锤击法（利用力锤敲击结构系统，并一次就可以获得系统在特定频率范围内的响应的方法被称为捶击法。）分布式测量，对液压系统管路振动试验台上的一段管道进行实验模态分析，得出管道的频率响应函数。

3. 研究计划与安排

第1-4周：查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于3篇，完成外文资料翻译，不少于汉字5000字，按要求撰写开题报告；

第5-8周：完成各液压元件的选型，提交管路振动试验台的设计方案

第9-10周：通过锤击法测得管道的频率响应函数

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李艳华.考虑流固耦合的管路系统振动噪声及特性研究.哈尔滨工程大学，2011年9月，博士学位论文

[2]杨飞益.复杂空间管道系统动力特性分析与实验验证.南京航空航天大学，2012年3月，硕士学位论文

[3]张伟江.内流流速对管道固有特性影响的研究.华北电力大学，2004年12月，硕士学位论文