水击导致止回阀及管道破裂引发安全事故是大家所熟知的,但是水击究竟是如何引发阀门及管道失效的,这一问题还有待深入研究。传统观念认为,阀门及管道强度大于最大水击压力即可有效避免水击事故的发生,但工程实践表明,较小的水击压力也能引发严重的阀门损坏事故。针对此类问题,本文提出了水击波激励下止回阀共振失效的猜测,并通过实验研究、数值仿真等手段进行了验证。在此基础之上,对某船载泵动力系统进行了水击数值仿真研究。主要研究工作如下:(1)本次研究搭建了小型实验用管道水击实验台,对水击过程影响参数进行了分析。研究表明,止回阀关闭过程中形成一系列不同相位的水击波在管道中叠加、同时液体在负向水击时产生相态转换,最终形成一条复杂但有规律的水击波曲线。(2)在实验基础之上,利用Matlab/Simulink和Pipe Surge软件分别对水击实验台进行仿真模拟。结果表明,Simulink模拟的水击曲线与实验高度吻合,计算出的最大、最小水击压力与实验所得数据的误差分别为18%和5%,水击波速误差为9%。Pipe Surge在曲线线型上与实验曲线有一定误差,但是模拟所得最大、最小水击压力误差仅为3.4%和9.5%。(3)对实验模型进行了模态分析,分析对比了五组不同约束条件下的模态频率。结果表明,约束条件对管阀系统的模态有一定影响。在特定工况下,阀门一阶固有频率为4.16Hz,而水击波频率为4.149Hz,两者在数值上仅仅相差0.26%;由此推断,管阀系统在关阀时产生的水击波和止回阀会产生共振现象,这一现象也在实验观测中得到了印证。(4)在前期研究基础之上,采用Matlab/Simulink和Pipe Surge软件对有典型特征的某船载泵动力双回路系统运行中可能出现的水击过程进行了仿真分析。结果表明:Simulink模拟双回路泵阀系统水击压力,发现在两种工况下主路阀和旁路阀的水击压力极值基本一致,但是两种工况下的水击压力曲线有着较大的差异。Pipe Surge模拟双回路泵阀系统,发现在稳态和瞬态两种状态下,所得水击压力以及压力曲线都有较大差异。