输流管系统是一种重要的流体输送系统,在航空航天等工业领域都有着非常广泛的应用。由于管道与流体之间的流固耦合效应以及外界激励对输流管的影响,往往会引起一些管道振动问题,从而降低整个输流管系统的安全可靠性,严重时还会造成管道渗漏、系统失效等安全事故。因此,关于输流管动力学特性的研究具有重要的理论意义与工程实用价值。本文通过实验对悬臂输流管的动力学行为进行研究,主要研究工作如下:1.设计并搭建悬臂输流管振动测试的实验平台,建立悬臂输流管力学模型,推导外激励作用下的悬臂输流管的非线性运动控制方程,得到影响悬臂输流管振动的相关参数,对实验管材料与加速度传感器的测试位置进行选取,对实验设备进行选择与购买,对实验装置进行设计与制作。2.对PC硬管进行振动测试,通过加速度传感器以及振动测试分析系统对悬臂输流管的振动信号进行拾取与分析,分析悬臂输流管在低频脉动流、定常流以及定常流与基础激励共同作用下悬臂输流管的动力学特性。实验结果表明,在低频脉动流状态下,脉动水流的脉动频率对悬臂输流管的振动幅值影响较小;在定常流状态下,随着流速的增大,悬臂输流管的振动幅值会随之增大;悬臂输流管的长度越长,其振动幅值也就越大;在加入轴向基础激励后,测得了PC硬管的固有频率,且随着流速的变化,其固有频率保持不变;随着激振力幅值的增大或减小,悬臂输流管的振幅也会随之增大或减小。3.对硅胶软管进行振动测试,对其在定常流以及定常流和基础激励共同作用下悬臂输流管的动力学特性进行振动测试分析,实验结果表明,随着流速的增大,悬臂输流管的振幅也会随之增大,并当流速增大到颤振临界流速时,悬臂输流管会发生颤振失稳,并出现单倍周期振动,随着流速的增大,悬臂输流管会出现混沌振动;悬臂输流管的颤振临界速度会随着悬臂输流管的长度增加而降低,还会随着壁厚的增大而增大;在轴向基础激励作用下,在悬臂输流管发生颤振后,悬臂输流管会出现概周期振动,随着流速的增加,观察到了多倍周期振动,随着流速的继续增加,观察到了混沌振动。