水平激励下矩形贮箱内液体晃动力和倾覆力矩实验研究

发布时间：2020-12-06 08:09

　　在农业生产、航空航天、油气运输等工程领域中液体晃荡是常见且非常重要的问题。在受到外界激励时,贮箱内液体自由液面就会产生相对运动,并对贮箱产生晃动力和倾覆力矩,会影响到贮箱结构的力学性能及整个充液系统的稳定性,产生安全隐患。因此,有必要研究贮箱内液体晃荡特性,探索其晃荡规律,并应用到工程实际中。本文以植保机械中常用的矩形贮箱为研究对象,通过实验的方法研究在外界激励下贮箱内液体晃荡的力学特性。利用实验台对贮箱及贮箱内液体施加水平正弦位移激励,在不同的液体深度、不同的激励频率与激励幅值下,利用力传感器和数据采集系统测量矩形贮箱内液体的横向晃动力和倾覆力矩,并与理论值进行对比,分析其变化规律。实验结果表明:(1)液体晃动横向力和倾覆力矩都随激励频率的增加而增大,在一阶固有频率附近达到最大值,此时液体产生共振,然后随着频率的增加,横向力和倾覆力矩都又逐渐减小,此时液体自由液面又趋于平缓。(2)随着贮箱内液体深度的增加,液体晃动无纲量化横向力和倾覆力矩的极值会逐渐增加,然后随着液体深度的继续增加,其极值又会逐渐减小。(3)随着激励幅值的增加,液体晃动无纲量化横向力和倾覆力矩越小,尤其在固有频率附近... 

【文章来源】：山东农业大学山东省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 理论分析
        1.2.2 数值模拟
        1.2.3 实验研究
    1.3 论文主要研究内容
第2章 贮箱内液体振荡的基本理论
    2.1 基本理论
    2.2 本章小结
第3章 液体晃荡实验设计
    3.1 实验设备
        3.1.1 水平运动振动实验台
        3.1.2 矩形贮箱
        3.1.3 压电式力传感器及位移传感器
        3.1.4 电荷放大器
        3.1.5 数据采集和信号处理系统
    3.2 实验工况设计
        3.2.1 充液深度的选取
        3.2.2 激励幅值的选取
        3.2.3 激励频率的选取
    3.3 实验方案
        3.3.1 横向力测试方案
        3.3.2 倾覆力矩测试方案
    3.4 实验数据处理
    3.5 本章小结
第4章 横向力实验结果分析
    4.1 500 mm矩形贮箱液体横向力分析
        4.1.1 液体深度对横向力的影响
        4.1.2 激励幅值对横向力的影响
    4.2 750 mm矩形贮箱液体横向力分析
        4.2.1 液体深度对横向力的影响
        4.2.2 激励幅值对横向力的影响
    4.3 250 mm矩形贮箱液体横向力分析
        4.3.1 液体深度对横向力的影响
        4.3.2 激励幅值对横向力的影响
    4.4 激励幅值对横向力极值点的影响
    4.5 本章小结
第5章 倾覆力矩实验结果分析
    5.1 500 mm矩形贮箱液体倾覆力矩分析
        5.1.1 液体深度对倾覆力矩的影响
        5.1.2 激励幅值对倾覆力矩的影响
    5.2 750 mm矩形贮箱液体倾覆力矩分析
        5.2.1 液体深度对倾覆力矩的影响
        5.2.2 激励幅值对倾覆力矩的影响
    5.3 250 mm矩形贮箱液体倾覆力矩分析
        5.3.1 液体深度对倾覆力矩的影响
        5.3.2 激励幅值对倾覆力矩的影响
    5.4 激励幅值对倾覆力矩极值点的影响
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文和授权专利



本文编号：2901030