基于波分析的动态子结构法及其在船舶管系振动计算中的应用

为简化管路系统建模及提高计算精度,结合波分析法和动态子结构方法提出一套管路系统振动计算方法。将整个管系按直管段分解为连续动态子结构,将法兰、连接点、管支架及设备等效成集中质量或连接边界条件,将外激励等效成入射结构波。基于波分法在每个子结构中给出位移表达式,再通过边界条件合成总控制方程并求解。以简化Z型管系模型为对象进行仿真计算,并将计算结果与实测数据和有限元计算结果进行比较,三者趋势一致且峰值频率基本吻合,验证了该组合方法在自由度远低于有限元法的条件下仍保持较高的计算精度。研究同时发现,管支架刚度主要影响低频模态,而对高频区影响不明显。