GDQR法用于输流曲管的流致振动研究

将广义微分求积法(GDQR)用于分析输流曲管的流致振动问题,这是一个新的尝试．基于输流曲管的面内振动微分方程,利用GDQR法使曲管系统在空间域上得以离散化,从而获得了输流曲管的动力学方程组．数值算例中,计算得到了输流曲管在几种典型边界条件下的固有频率以及曲管发生失稳的临界流速等,这些计算结果与前人的解析解结果吻合较好．此外,还给出了两端固定输流曲管典型的动力响应行为．研究表明,GDQR法极易处理输流曲管这一类动力学模型,精度令人满意,进一步的研究可望推广到输流管道的非线性振动分析中．     

结构撞水的流固耦合动力分析

结构的撞水是流固耦合相互作用的瞬态过程.本文采用有限元法,就三维楔形体结构对带自由表面流场的撞水过程进行了数值模拟.楔形体结构简化为V型折板,流场和结构分别采用欧拉网格与拉格朗日网格,进行流固耦合动力分析的迭代求解.在此基础上开展参数化研究,探讨了撞水速度、板厚、斜倾角以及材料参数对撞水过程的影响.分析的结果与有关文献的实验结果比较吻合,为撞水结构的强度分析与设计提供了参考.     

考虑内流压力时输流曲管的混沌运动及其抑制模型

考虑内部流体压力因素的影响,研究了具有非线性运动约束输流曲管的混沌运动及其抑制模型.首先,在输流曲管的运动微分方程中计入流体压力作用项,并采用微分求积法对此方程进行离散化处理.然后,通过数值迭代计算,分析了在流体压力这一参数区域内曲管的多种运动形态(包括混沌运动).研究表明,流体压力因素对曲管的动力响应有较大的影响,在实际工程中应给予充分考虑.在此基础之上,提出了一种曲管的混沌抑制模型,有效的消除了系统的混沌运动.     

时滞反馈Liu系统的动力学行为

研究了具有时滞反馈项作用的Liu系统.文中针对两种典型的时滞反馈情形,着重分析了时滞参数对系统动力学行为的影响.研究结果表明,当Liu系统存有时滞反馈时,其动力学行为将变得异常丰富;时滞参数的改变可引起系统复杂的动力学演化.此外,数值计算还发现了时滞Liu系统的虫洞吸引子.     

分析输液曲管振动和稳定性的有限元法

考虑流体与曲管的相互作用,利用虚功原理导出了输液曲管振动问题的有限元格式。为了提高精度,文中还提出了一个具有７自由度的特殊由管元。对于自激振动问题,通过特征值求解,求出了输液曲管发生颤振失稳时的临界流速。对于动力响应问题,通过引入伴随系统实现方程的解耦,可把输液曲管这类非经典系统化成单自由度问题求解。实例表明提出的单元形式有很好的精度。     

分析部分环状覆盖PCLD圆锥壳自由振动与阻尼特性的半解析法

基于Donnell薄壳和线粘弹性理论,对于粘弹性层仅考虑剪切变形,并采用复常量模型模拟粘性层的能耗特性,导出了PCLD圆锥层合壳的整合一阶常微分矩阵方程,由于周向曲率是纵向坐标的函数,系数矩阵比圆柱层合壳复杂。然后借助精细积分和传递矩阵法,提出了一种分析部分覆盖PCLD圆锥层合壳自由振动和阻尼特性的半解析方法。通过数值算例证明了本文方法的有效性,文中还讨论了覆盖率等参数对PCLD圆锥层合壳固有频率和损耗因子的影响,影响程度和PCLD圆柱层合壳也不同。     

周期性输流管道的非线性动力学特性研究

基于绝对节点坐标法,推导出不同材料组成的周期性悬臂输流管道在定常内流作用下的非线性动力学方程,通过数值求解的方式对两种不同形式的周期性输流管道,即,铝-钢及钢-铝周期性悬臂输流管道的稳定性和非线性动力学行为进行了研究。研究结果表明,单位长度内,当管道周期数大于8时,两种周期性输流管道的临界流速均趋于定值。非线性分析结果显示,铝-钢周期性输流管道的非线性动力学行为随着周期数目的减小变得越来越复杂,从单周期行为演变为多周期、倍周期、概周期和混沌等多种运动的复杂动力学行为,而对于钢-铝周期输流管道而言,管道一直处于单周期运动状态。     

流动压力作用下板状叠层结构的分岔与混沌

研究了轴向流作用下板状叠层结构在非线性弹性支承下的分岔与混沌行为.假设叠层结构中各板在同一时刻有相同的变形,同时考虑三次非线性弹性支承对板状梁的影响,系统的非线性偏微分方程经过转化可表示为一阶的状态方程.数值迭代计算表明,板状叠层结构具有丰富的非线性动力学现象.通过对几个关键系统参数的研究,发现板状梁结构的振动存在复杂的分岔现象和混沌响应,系统是经由经典的倍周期分岔通向混沌的.     

支柱瓷瓶静力分析

利用有限元分析软件ANSYS,对一个典型的管母线、支柱瓷瓶和电杆系统作整体结构强度分析。结果表明,在某些情况下,温度对结构的影响最关键。     

具有非线性运动约束输液曲管振动的分岔

研究了具何非线性运动约束输液曲管在系统参数区域内振动的分岔现象。基于牛顿法推导出了输液曲管模型面内振动的非线性控制方程，利用微分求积法将系统的偏微分方程转化为关于时间域的上阶常微分方程组；在此基础之上，采用数值迭代技术求解了输液曲管的非线性动力学方程。数值模拟表明，输液曲管在系统多种参数区域内俘有复杂的分岔现象；在这些参数区域内，系统将以静态变形、周期运动和混沌等形式作复杂的振动。