3.3.1.5结果分析
3.3.1.5.1试验状态介绍
膜盒的自振频率试验，是考虑在一定脉动压力下膜盒的响应方法实现的。考虑在一段流体的试验管路下，取单侧膜盒，另外一侧用堵盖封堵。试验图见图5。
3.3.1.5.2试验结果
试验通过振动台施加流体脉动后测得试验管路内的共振频率获得膜盒的自振频率，结果见表4。
表4充液膜盒的自振频率试验结果
| 膜盒内气压（MPa） | 低压 |
| 膜盒外液压（MPa） | 低压 | 中压 | 高压 |
| 自振频率（Hz） | 26.25 | 29 | 31.25 |
| 膜盒内气压（MPa） | 高压 |
| 膜盒外液压（MPa | 低压 | 中压 | 高压 |
| 自振频率（Hz） | 22.25 | 24.5 | 26.75 |
3.3.1.5.3结果分析
膜盒充水后，由于液体对膜盒系统质量、刚度和阻尼阵的影响，系统的固有频率将不同于不注水下的固有频率。三维实体模型与试验结果的对比见表5：
表5三维实体模型的充液膜盒固有频率对比
| 膜盒内气压（MPa） | 低压 |
| 膜盒外液压（MPa） | 低压 | 中压 | 高压 |
| 试验自振频率（Hz） | 26.25 | 29 | 31.25 |
| 采用实体单元的一阶结果（Hz） | 8.548 | 9.046 | 8.408 |
| 采用实体单元的二阶结果（Hz） | 17.628 | 53.48 | 52.153 |
| 膜盒内气压（MPa） | 高压 |
| 膜盒外液压（MPa） | 低压 | 中压 | 高压 |
| 自振频率（Hz） | 22.25 | 24.5 | 26.75 |
| 采用实体单元的一阶结果（Hz） | 10.681 | 6.767 | 7.303 |
| 采用实体单元的二阶结果（Hz） | 45.131 | 48.98 | 51.695 |
从结果的对比中可以看出，用实体单元进行求解的结果远远低于试验的结果。这一方面是由于直接耦合方法在处理流固耦合界面时将界面上的全部自由度均进行了耦合，即流体相对于固体不可以自由滑动，这使结果产生一定的误差；另一方面在试验过程中，由于试验管路布局的限制，造成试验管路中不可避免地产生一定量的空气，而在计算中没有考虑到这部分空气的影响，所以导致试验数据要比计算数据偏大。
虽然直接法的误差较大，但是它却可以了解膜盒在低频阶段的真实振型和在不同内外压下的规律。
3.3.2 轴对称模型
在三维模型中计算的一阶模态为上下振动，二级模态为呼吸振动，周向波均为0，在模态上均为对称形式，所以可以采用轴对称流体单元进行耦合分析，这样既可以了解流体对膜盒固有特性的影响，又可以大大缩减计算时间。
3.3.2.1 单元选择
固体用轴对称谐波单元shell61，流体用轴对称谐波封闭单元fluid81。fluid81是轴对称谐波封闭流体元，用于模拟装在容器内的无净流率的流体，该单元由四个节点定义，每个节点有三个自由度：x、y、z方向的平动。该单元特别适合于计算静水压力和流体与固体的相互作用。内部气体的等效刚度采用14号弹簧单元模拟。
3.3.2.2 材料属性
采用轴对称单元计算充液膜盒流固耦合动力学特性的单元与材料见表6。
表6轴对称单元与材料
| 结构 | 离散单元 | 弹性模量（pa） | 密度（㎏/m3） |
| 膜片 | Shell61（680个） | 2e11 | 7500 |
| 导杆 | Mass21（1个） | 包括导杆的质量 |
| 上盖与外筒 | Shell61（124个） | 2e11 | 7800 |
| 流体 | Fluid81（927个） | 2e9 | 1000 |
| 内部气体 | Combine14（7个） | K＝见表2 |
