轴向运动自转输流管道的非线性振动研究

来源：振动与冲击杂志2025年第13期北京时间：

作者：姜玄, 唐有绮tangyouqi000, 毛永恒

单位：1. 上海应用技术大学机械工程学院， 上海201418；2. 中煤第三建设集团有限责任公司二十九工程处， 安徽 宿州234000

摘要：深孔加工系统中的刀具和石油钻进系统中的钻具均可模型化为轴向运动自转输流管道，这种模型广泛应用于军工、新能源装备、航空航天等高新技术领域。本文提出了一种轴向与自转运动相结合的输流管道模型，全面评估了内外环流对系统稳定性的影响。该模型综合考虑了黏弹性、几何非线性和双陀螺效应，通过Galerkin方法将复杂的偏微分方程简化为常微分方程，以降低求解难度。利用Runge-Kutta算法对系统的时域响应、相位分析、频谱图和Poincaré映射进行了详细分析，深入探讨了系统的动态行为，包括分岔和混沌现象。结果表明：管道系统的振动对内部流速脉动幅值系数、内部流速脉动频率均极为敏感。<br>

关键词：内外环流；输流管；双陀螺效应；非线性；Galerkin方法