输流管道被应用于生产、生活的方方面面,对人们高质量的生产、生活有非常重要的意义。由于对输流管道振动特性研究不足和了解不多,往往会导致输流管道振动破坏事故的发生,所以,对输流管道动力学振动特性分析,并对管道进行有效的振动控制至关重要的。作者采用流固耦合理论和方法对输流直管和不同弯度输流弯管的振动特性进行了对比研究,并分别对直管和弯管弯道进行了约束振动控制研究。分析了管道在一定压力脉动下的瞬态位移和应力响应。主要研究内容和结论如下:(1)基于单向流固耦合,对输流直管进行预应力的模态分析,研究管道壁厚、管长、流速和压力对直管固有频率和振型的影响。根据模态分析结果,对直管进行预应力的谐响应分析,对比各阶振幅大小。最后对直管进行约束振动控制分析。结果表明:薄壁管道更容易发生收缩振动,在实际应用中应适当增加管壁厚度,以提高管道系统的稳定性;随着管长的增加,输流直管的固有频率下降很多,更容易被激励发生共振,在工程中对于长管道系统应考虑适当增加约束,以免发生共振;在常压和中压下可以不考虑流固耦合作用压力对输流直管固有频率的影响;流体流速对管道固有频率的影响非常小,可以忽略;输流直管一阶、二阶摆动振动振幅最大,应主要对直管的摆动振动进行控制;约束从进口向中部移动过程中,模态频率依次增加,且频率变化速度为先快后慢再快。在输流直管中部约束效果最好。(2)基于单向流固耦合,对弯度分别为π/4、π/2、3π/4、π的4种弯管进行了流固耦合静力学分析,以研究管道位移和应力的大小及分布情况。结果表明:管道的最大变形均出现在弯头内侧,弯管弯度对静力学变形分布规律不产生影响;弯管出口管壁应力变化幅度及最大应力均大于进口,而进口管壁应力变化幅度及最大应力大于弯道;随着弯管弯度的增加,出口处最大应力减小,出口处最大应力位置发生了改变,并由管道内侧向管道外侧移动。(3)基于单向流固耦合,对输流弯管进行了振动特性分析。结果表明:弯管相对于直管更容易发生摆动振动。输流弯管摆动振动振幅最大,且最大振幅均出现在弯管弯道处;在弯道处设置固定约束控振效果最好。在无法对弯道处进行固定约束的时候,可以选择对弯道进行垂直于弯管对称平面方向的约束。(4)基于双向流固耦合,编写UDF程序,采用动网格,分析了管道在一定正弦变化压力脉动下的振动特性。结果表明:弯管最大应力均出现在管道出口内侧,此处最容易发生疲劳失效。直管最大应力出现在管道出口处且直管振动应力均值远小于弯管。同长度直管和不同弯度弯管中,直管抗压力脉动性能最好。弯度越大的弯管抗压力脉动性能越好。上述研究可为进一步输流直管和弯管振动特性分析和振动控制提供参考。