在机械工程中,输流管的应用十分广泛,尤其在航空航天工程中,输油输气管道经常受到固定约束的作用,以提高管道在工作中的稳定性。这类固定约束在实际工作过程中,会因为工作年限的增加,或外力因素的影响发生疲劳失效,从而会发生松动,有时还会跟随发动机一起做周期运动。此时,输流管就会受到来自松动约束的简谐激励的作用。本文主要研究在该简谐激励作用下,悬壁输流管在内部流体激励下的非线性振动行为,模型如图1所示。约束采用立方非线性(Cubic model,d0=0)数学模型来模拟,着重考虑在该模型下,管道的强迫振动随约束运动频率的变化规律,其中约束运动的幅值为a。管道内流体的流速为在固定约束的情形下管道刚发生颤振失衡时对应的无量纲流速(u=8.5)。运动方程采用5阶模态截断。结果表明(如图2),当约束振动幅值较小时,管道的响应由开始的概周期运动逐渐过渡到周期运动;当约束的振动幅值圈套时,在激励频率较小时管道的响应为幅值较小的概周期或混沌运动,随着激励频率的增大,管道则主要表现为周期运动,其中管道会在一阶固有频率附近发生共振;最后在激励频率相对非常大时,管道处于稳定静止状态。