薄壁圆柱壳振动应力间接测量方法研究

为了进一步了解薄壁圆柱壳的振动特性,提出了一种间接测试薄壁圆柱壳振动应力的方法。首先利用谐响应分析方法计算获得了结构在不同基础激励幅度下的振动应力和响应;然后通过最小二乘法得到"振动应力-响应"关系曲线,建立了两者的数值表达式,明确了间接测试其振动应力的理论基础。最后通过实例对此方法进行了验证,结果表明此间接测试方法具有较好的测试精度。提出了薄壁圆柱壳振动应力间接测量的方法及流程,并对其中的关键环节,如Rayleigh阻尼的确定以及基于实验数据的有限元模型的修正方法进行了详细论述,可以为薄壁圆柱壳振动应力的测试问题提供一种新思路。     

复合材料层合旋转圆柱壳振动特性研究

采用有限元法研究层合旋转壳的振动特性,考虑了科氏力、离心力、初应力及大变形引起的几何非线性的影响,揭示了大变形几何非线性对层合旋转壳固有特性的影响。通过研究[0°/90°/90°/0°]和[0°/90°/0°/90°]两种铺层圆柱壳在不同转速下的固有特性,揭示了复合材料旋转圆柱壳的固有特性随转速及铺层方式的变化规律。     

不同边界条件下旋转薄壁短圆柱壳的强迫振动响应计算

为计算不同边界条件下旋转薄壁短圆柱壳的强迫振动响应特性,在总结前人所提出的两端简支边界条件下旋转有限长圆柱壳自由振动和谐波激励响应计算方法基础上,基于梁函数法,在位移函数的轴向引入含有不同边界条件特征的模态函数,从而得以求解。基于Love壳体理论,利用Harnilton原理建立了旋转薄壁短圆柱壳的振动微分方程,并利用Galerkin法进行离散简化为常微分方程。以简谐激励为例给出了一种以广义坐标形式表示的响应求解方法,由此求解出不同边界约束的旋转薄壁短圆柱壳的响应问题。通过试验对所提出响应计算方法的正确性进行了验证。     

任意铺层复合材料开口圆柱层压壳结构热翘曲分析

研究任意铺层复合材料开口层压圆柱壳固化过程中温度变化引起的变形.基于瑞利里兹能量法,根据任意铺层复合材料开口层压壳的变形特征,将其翘曲变形分解为关于壳体几何对称轴对称弯曲变形和关于壳体几何中心点对称弯曲变形,并且考虑开口圆柱层压壳体大挠度变形引起的几何非线性影响,提出描述任意铺层复合材料开口圆柱层压壳热翘曲变形的翘曲函数,推导热翘曲函数的求解表达式.通过算例对模型预测结果与有限元数值模拟结果进行比较,认为模型中采用的翘曲函数能正确反映开口圆柱壳的热翘曲变形特征,该模型可以用于预测复合材料开口圆柱层压壳的热翘曲变形.     

封闭圆柱壳振动响应特性研究

用均值导纳法分析了复杂的圆柱壳组合结构振动响应特性 ,取得了较好的结果。主要是将均值导纳法用于封闭圆柱壳体振动能量比的研究 ,实验结果证明用均值导纳法来研究封闭圆柱壳的振动响应是可行的。     

复合材料薄壁箱梁的非线性自由振动分析

根据复合材料特性、梁的几何非线性和哈密尔顿原理,建立了复合材料薄壁梁的模型及非线性平衡方程。基于悬臂梁的边界条件,对非线性自治系统进行有限差分离散处理,得到了系统的质量和刚度矩阵。运用MATLAB振动工具箱进行模态分析,求得CUS和CAS架构下薄壁箱梁的前三阶固有频率与铺层角的变化关系,并对两种架构下的结果进行对比分析。在有限差分离散的基础上建立非线性薄壁梁的状态空间,运用时间离散和MATLAB振动工具箱对非线性自治系统进行仿真,求得CUS架构下不同铺层角度时的时间位移曲线和非线性振动幅度与铺层角之间的变化关系。     

圆柱壳自由振动的有限元分析

以位移模型为基础,用有限元中的分离变量法的理论,求解了圆柱壳自由振动的固有频率,计算结果与壳体解析解相一致。本方法具有节省内存,减少计算工作量的优点,是利用微机解决复杂结构计算的有效途径。     

含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳的非线性屈曲分析

综合考虑几何非线性、材料非线性、横向剪切效应以及初始几何缺陷等因素，对带有加强筋和加强环的复合材料圆柱壳的屈曲问题进行了分析研究。所得数值结果与有关试验值及其它已知解吻合良好，因而可用于实际工程中加强复合材料圆柱壳的设计计算，同时表明这里给出的本构关系对于弹塑性屈曲分析是适用的，并提出保证结构完整性、改善结构整体屈曲性能的关键是控制制造加工质量，减少初始缺陷。     

篦齿对悬臂薄壁圆柱壳振动响应的影响研究

采用有限元方法和实验方法研究了篦齿结构对悬臂薄壁圆柱壳响应特性的影响。首先,在悬臂边界条件下,通过有限元法建立了带周向篦齿结构的三维薄壁圆柱壳模型,采用谐响应分析中的模态叠加法对受到单点谐波激振力时的响应行为进行了求解,得到了受迫响应的幅频特性曲线和悬臂端周向节点的响应特征,并通过试验测试对结果进行了验证,最后比较了带有不同的篦齿布置形式、篦齿高度和篦齿道数时薄壁圆柱壳构件的响应特性。分析结果表明,通过有限元方法和试验测试得到的悬臂薄壁圆柱壳的响应特征一致,在共振激励时的响应行为与圆柱壳结构的模态相关,由于悬臂边界条件和篦齿对整体结构刚度的作用,篦齿结构的布置形式、高度和道数对薄壁圆柱壳构件的响应特性均有较大影响。     

几种参数对复合材料圆柱壳体振动特性的影响

以纤维增强复合材料层合壳体结构为研究对象,采用有限元分析软件,对纤维增强复合材料壳体进行了研究,分析边界条件、纤维铺层角度、铺层数目和壳体几何参数对壳体结构振动特性的影响.通过分析发现,不同的边界条件、纤维铺层角度和铺层数目对壳体的振动特性影响很大;在自由-自由边界条件下,长径比和径厚比的变化对壳体频率影响较小;随着边界条件的变化,长径比和径厚比的变化对壳体频率的影响逐渐增大.     

皮带传动的非线性扭转振动分析

建立了考虑具有非线性粘弹性材料的皮带传动系统的扭转振动方程组；应用多尺度方法对方程求解，确定了寻求主系统稳态解的幅频响应方程；分析了几种参数对幅频响应曲线的影响。计算结果表明，即使粘弹性材料具有硬弹簧系统特性，而主系统的幅频响应曲线一般地呈软弹簧系统特性。     

层合开口壳脱层损伤分析的半解析法

首先应用柱坐标系下弹性材料修正后的混合H-R(Hellinger-Reissner)变分原理,推导开口圆柱壳的状态向量方程和相应的有限元列式.然后充分利用柱坐标系下状态向量方程半解析法的优越性,建立含脱层损伤层合开口壳的数学模型,为层合开口壳脱层问题的分析提供一种可选的方法.数值实例的分析结果表明方法是成功的.     

矩形弹性壳液耦合系统的非线性振动分析

从流体运动微分方程组和边界条件出发,利用拉格朗日方程,建立矩形弹性壳液耦合系统的非线性振动方程组,并进行数学仿真计算,得到产生稳定的低频大幅重力波的条件及重力波和壳的幅频曲线,数值计算结果与实验现象吻合较好.     

发电机运行状态对定转子径向振动特性的影响分析

分析隐极同步发电机定转子径向振动随发电机运行状态的变化规律。首先通过分析不同运行状态时发电机电磁关系、电枢反应特性,以及正常运行时作用于定子的脉振电磁力特性和作用于转子的不平衡电磁力特性,分别得到定子径向倍频振动和转子径向工频振动在励磁电流一定时随发电机有功功率的变化特征,以及有功功率一定时随励磁电流的变化特征。实测了SDF-9型隐极同步发电机定转子振动信号,与理论分析结果基本吻合。另一方面也揭示基于振动特征诊断发电机故障时,必须考虑发电机的运行参数和运行状态,否则其诊断结果在实际应用中是不完整的。     

带冠涡轮叶片的振动特性分析

针对带冠涡轮叶片的振动特性分析,建立考虑叶冠圈连效应和叶片-轮盘耦合效应的三维有限元模型,对叶冠边界条件考虑叶冠工作面完全固接和叶冠工作面接触两种情况.简要介绍处理叶冠接触边界条件的方法.在对带冠涡轮叶片振动特性进行分析的同时,研究不同接触边界条件对振动特性的影响.结果表明, 单个叶片或整圈叶片分析模型均不能正确反映带冠涡轮叶片的振动特性,对带冠涡轮叶片进行振动分析必须考虑叶片-轮盘耦合效应和叶冠接触条件.考虑耦合效应和叶冠接触时叶片-轮盘系统的刚性降低,系统更易发生节径型振动;采用罚函数法处理叶冠的接触边界条件是一种简便有效的方法.     

功能梯度压电材料壳体热残余应力

功能梯度压电材料结构成型冷却后会出现热残余现象,影响结构强度.借鉴复合材料层合结构的研究方法,将功能梯度压电材料球壳和圆柱壳沿厚度分为若干层,各层视为均匀材料,根据层间连续条件导出递推关系,得到显式的力—电—热多场耦合热残余解.统一了多层功能梯度压电材料壳体和连续功能梯度压电材料壳体热残余解.对于前者,其解为精确解;对于后者,其解为渐近解,随层数增加而收敛于精确解.其解也适用于功能梯度压电材料涂层.该方法对材料性能的变化方式(函数)没有要求,适应性强.并讨论影响热残余应力和界面强度的因素,球壳因双曲率的影响,热残余应力显著大于柱壳.     

波纹圆薄板的非线性振动

以圆柱正交异性板代替波纹板［１］，试图通过在圆柱正交异性Ｋａｒｍａｎ型静力方程中引入惯性力来反映波纹板的动力学问题。求解时以正交完备Ｌｅｇｅｎｄｒｅ多项式构成挠度试函数，由相容方程找出应力函数，然后用加权残数法使平衡方程的残差极小化，得出时间函数的Ｄｕｆｆｉｎｇ方程。一次近似求得了波纹板线性振动时的固有频率及非线性固有频率，并得到了强迫振动时的幅频关系。一些结果与有关文献进行了比较，表明本文的尝试是可行的，以Ｌｅｇｅｎｄｒｅ多项式构成挠度函数收敛快、精度高。     

齿轮结构振动固有特性研究

建立了齿轮的弹力体力学模型,按照厚壁板理论建立了弹性体振动微分方程,分析了齿轱本体弹性的振动固有特性,并与实验结果进行了对比分析。给齿轮本体的结构振动分析提供了一种研究方法,为齿轮噪声辐射特性的研究奠定了基础。     

EXPERIMENTAL STUDY OF NONLINEAR VIBRATION CHARACTERISTICS OF AN ELASTIC LINKAGE

ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＦＮＯＮＬＩＮＥＡＲＶＩＢＲＡＴＩＯＮＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳＯＦＡＮＥＬＡＳＴＩＣＬＩＮＫＡＧＥ￥ＷａｎｇＹｕｘｉｎ；ＺｈａｎｇＣｅ；ＬｕＸｉｎｉａｎ（ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：...