1.3.4 结构参数影响

平面弹性管束传热元件由四根弹性管束通过刚性连接体连接而成，管束和连接体的结构参数包括：管束截面半径、管束弯曲半径、管束壁厚、连接体质量及连接体位置等，这些参数都会影响整个传热元件的固有振动特性。下面对六种结构尺寸弹性管束传热元件的结果进行分析，为方便比较，可将六种管束结构前10阶固有频率计算结果用图1-12表示。

图1-12 六种管束结构的前10阶固有频率计算结果

对比适用于300mm壳体外径的1号、2号和3号弹性管束结构的计算结果可以看出，管束截面半径对弹性管束固有频率影响作用明显，管束固有频率随着截面半径的增大而增大，在高阶模态的增加幅度更加明显。而对比不同壳体相同外径管束时，即比较1号和4号、2号和5号、3号和6号的计算结果，发现当管束弯曲半径增加时，其固有振动频率降低，原因是当平面弹性管束横向尺寸变大时，管束长度将会增加，其刚度会明显降低，故弹性管束固有频率将会明显下降。

以4号管束结构为例分析连接体质量对弹性管束固有频率的影响规律，对同一结构模型，通过定义不同的连接体材料密度来改变其质量，连接体质量分别取0.2kg、0.4kg、0.6kg、0.8kg和1.0kg，对应的管束前10阶固有频率计算结果如图1-13所示。发现当连接体质量变化时，弹性管束各阶固有频率值变化幅度很小，可认为连接体质量对平面弹性管束固有频率的影响不大。

图1-13 不同的连接体质量对应的管束前10阶固有频率计算结果