不对称转子系统的参激强迫振动

研究不对称转子系统的参激强迫振动,先用Hamilton原理导出运动微分方程,这是刚度系数周期性变化的参数激励和强迫激励振动方程,再用多尺度法研究1／2亚谐共振－主共振,求得平均方程,分叉响应方程和定常解,讨论了刚度不对称性,质量偏心以及外阻尼对幅频响应的影响,刚度不对称性,质量偏心都能增大不稳定区,而外阻尼能使共振振幅减小,最后用稳定性理论分析分叉响应方程和定常解的稳定性。     

随从力作用轴向运动叠层板的亚谐波共振

研究随从力作用轴向运动正交各向异性叠层板的亚谐波共振问题。基于给出的叠层板动能、势能、中面应变势能、轴向拉力引起的应变势能以及外力虚功,通过哈密顿原理导出叠层板的非线性振动方程。将非线性振动方程运用伽辽金积分法离散并进行无量纲化,推得关于时间变量的非线性振动微分方程组。应用多尺度法求解非线性方程组,分别得到前三阶模态稳态运动下1/3亚谐波共振幅频响应方程。最后通过算例分析,得到了振幅-调谐值特性变化曲线图、振幅-速度特性变化曲线图、振幅-激励幅值特性变化曲线图和激发共振双值解临界点曲线图。结果表明,共振幅值均是双值解,不同阶共振振幅有明显区别。     

外激励力作用下的轴向运动梁非线性振动的联合共振

研究轴向运动梁在外激励力作用下非线性振动的联合共振问题.利用哈密顿原理建立横向振动的轴向运动梁的振动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量并利用Galerkin方法离散运动方程.采用IHB法进行非线性振动求解,分析在内共振条件且外激励作用下的联合共振问题,对周期解进行稳定性的判定.典型算例获得了不同外激励力振幅时系统非线性振动的复杂频幅响应曲线.     

分数阶van der Pol振子的超谐与亚谐联合共振

基于平均法研究了分数阶van der Pol振子3次超谐与1/3次亚谐联合共振时的动力学特性。得到了系统的一阶近似解析解,提出了超、亚谐联合共振时等效线性阻尼和等效线性刚度的概念。建立了联合共振定常解幅频曲线的解析表达式,又结合变分方程进行线性化处理,推导出分数阶van der Pol振子在联合共振时的周期解稳定性判断准则。通过与单一谐波下超谐共振、亚谐共振的对比,发现在不同基本参数下该系统可分别表现出单谐波超谐共振、单谐波亚谐共振以及两者共存时的特征现象。研究表明,分数阶微分项参数通过等效线性阻尼和等效线性刚度的形式对系统的响应幅值、共振频率、定常解稳定性、周期解数量、共振区域、曲线拓扑结构及跳跃现象等复杂动力学特性均产生重要影响。     

纵向与横向振动耦合作用下轴向运动梁的非线性振动研究

利用增量谐波平衡法(IHB法)研究轴向运动梁在纵向与横向振动耦合作用下的非线性振动,尤其是在横向第1,2固有频率之比1/2接近1：3情况下的内部共振。首先利用哈密顿原理建立非惯性参考系下轴向运动梁的振动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量并利用Galerkin方法离散运动方程。再利用IHB法进行非线性振动的分析。典型算例获得了纵向振动与横向振动耦合时非线性振动复杂的频幅响应曲线,探讨了耦合情况下对系统振动的影响,揭示了很多复杂而有趣的非线性现象。     

广义分数阶van der Pol-Duffing振子的动力学响应与隔振效果研究

用平均法研究了含分数阶导数项的van der Pol-Duffing振子的动力学行为和力传递率.得到了主共振时振子的一阶解析解、定常解幅频曲线和相频曲线的解析表达式,进一步通过与数值解作对比,验证了解析解的正确性,分析了不同参数对幅频曲线和力传递率的影响.结果 表明:解析解与数值解吻合良好;在无量纲情况下,共振区分数阶...     

轴向运动梁横向受迫振动多尺度分析及DQM验证

用近似解析方法分析轴向运动黏弹性梁横向非线性受迫振动并通过微分求积方法(DQM)进行数值验证.基于外部存在简谐激励的有限小变形细长梁的非线性模型,用多尺度法建立谐波共振时的可解性条件,进而导出稳态周期响应的幅值及其稳定性.稳定稳态周期解的幅值随外激励幅值的增大而增大,随黏弹性系数或非线性系数的增大而减小.采用微分求积法数值求解描述梁横向运动的非线性偏微分方程.计算结果定性验证了近似解析方法预测的相关参数对稳定稳态周期响应幅值的影响,定量比较表明解析结果有较高精度.     

脉动流激励下输流管道的参数共振IHB方法研究

应用增量谐波平衡法(IHB法)研究脉动流激励下两端铰支输流管的参数共振.对无量纲的运动微分方程采用两振型Galerkin展开式离散化后,用IHB法分析了管道一阶1/2次谐波参数共振,并得到了幅-频响应曲线.将其与数值模拟解以及平均法结果比较发现,IHB法所得到的响应比平均法更加精确.研究同时表明:高阶模态对管道的一阶参数共振影响很小.     

考虑有限深度土体运动的Winkler地基梁1/2次谐波共振响应分析

土-结构相互作用系统动力响应的基本特征之一是有限范围内弹性地基与其支承结构共同运动,将土体运动引入系统的动力学方程可体现其对系统动力学特性的影响。基于考虑有限深度土体运动影响的Winkler地基上有限长梁的非线性运动方程,利用Galerkin法和多尺度法,求得弹性地基梁1/2次谐波共振的幅频响应方程和位移的二阶近似解。进而通过数值计算,得到了梁1/2次谐波共振的幅频响应曲线,研究了地基深度、质量、弹性模量、Winkler参数和阻尼等对弹性地基梁1/2次谐波共振响应的影响。研究结果表明:有限深度土体运动对Winkler地基梁1/2次谐波共振响应影响显著。运动方程中引入土体运动的影响后,梁1/2次谐波共振区间明显减小。随地基深度、质量和弹性模量改变,弹性地基梁1/2次谐波共振的幅频响应曲线偏转程度、共振区间和响应幅值等均发生定量改变。当弹性地基刚度增大到一定程度,Winkler地基参数变化对系统1/2次谐波共振响应的影响明显减弱。阻尼对系统动力响应起抑制作用,当参数η增大到一定值后将不会出现1/2次谐波共振响应的非平凡解。     

四边固支功能梯度矩形板的主共振分析

针对四边固支约束的陶瓷-金属材料功能梯度矩形板,在给出非均匀材料的应力应变关系及非线性几何方程基础上,应用虚功原理导出了横向简谐激励力作用下功能梯度板的非线性振动偏微分方程。通过位移函数的设定,利用伽辽金积分法推得了相应的达芬型非线性振动方程。应用多尺度法对非线性系统的主共振问题进行解析求解,得到了稳态运动下的幅频响应方程。基于李雅普诺夫稳定性理论,得到了共振下解的稳定性判别条件。作为算例,给出了不同参数下功能梯度矩形板共振的幅频曲线图和动相平面相轨迹图,讨论了不同参数对系统非线性振动特性的影响     

纵横向耦合梁的谐波响应分析

本文用谐波增量平衡法分析纵横向耦合梁的谐波响应。梁的动力方程由伽辽金法转化成含有二次和三次非线性项的常微分方程，求得了简谐载荷作用下梁的横向基谐波、超谐波响应和纵向基谐波、倍频基谐波及倍频超谐波响应，并发现了谐波响应的倒峰值现象。本文为求解含有二次和三次非线性振动系统的谐波响应提供了一套理论分析方法。     

Micro-slot injection into a boundary layer driven by a favourable pressure gradient

This study aims to investigate the nonlinear forced vibration of functionally graded (FG) nanobeams. It is assumed that material properties are gradually graded in the direction of thickness. Nonlocal nonlinear Euler–Bernoulli beam theory is used to derive nonlocal governing equations of motion. The linear eigenmodes of FG nanobeams are used to transform a partial differential equation of motion into a system of ordinary differential equations via the Galerkin method. The multiple scale method is used to find the governing equations of the steady-state responses of FG nanobeams excited by a distributed harmonic force with constant intensity. It is also assumed that the working frequency is close to three times greater than the lowest natural frequency. Based on the equation governing the linear natural frequencies of FG nanobeams, the influence of the small scale parameter, material composition, and stiffness of the foundation on the linear relationship among natural frequencies is studied. Results show that superharmonic response or a combination of resonances may occur as well as a subharmonic response depending on the power-law index and stiffness of the foundation. Then the governing equations of a steady-state response of FG nanobeams for four possible solutions are obtained depending on the value of the small scale parameter. It is shown that the simplest response of FG nanobeams is a subharmonic response or superharmonic response. The equations governing the frequency–response curves are obtained and the effects of the power-law index and small scale parameter on them are discussed.     

温度场中输电线在谐扰力作用下的1/3次亚谐共振研究

研究输电线在温度场中谐扰力作用下的1/3次亚谐共振问题,应用动力学方法建立温度场中受谐扰力作用输电线的非线性振动方程。根据非线性振动的多尺度解法,得到系统满足1/3次亚谐共振情况的近似解,并对其进行数值计算。分析温差变化、外部激励、谐调值、系统阻尼等对系统的影响。得到系统失稳的临界温度。系统随着调谐值和温差的增加,响应曲线的幅值增加;随着阻尼的增加,幅频响应曲线向开口方向移动。     

Nonlinear dynamics of composite laminated cantilever rectangular plate subject to third-order piston aerodynamics

This paper presents the analysis of the nonlinear dynamics for a composite laminated cantilever rectangular plate subjected to the supersonic gas flows and the in-plane excitations. The aerodynamic pressure is modeled by using the third-order piston theory. Based on Reddy’s third-order plate theory and the von Kármán-type equation for the geometric nonlinearity, the nonlinear partial differential equations of motion for the composite laminated cantilever rectangular plate under combined aerodynamic pressure and in-plane excitation are derived by using Hamilton’s principle. The Galerkin’s approach is used to transform the nonlinear partial differential equations of motion for the composite laminated cantilever rectangular plate to a two-degree-of-freedom nonlinear system under combined external and parametric excitations. The method of multiple scales is employed to obtain the four-dimensional averaged equation of the non-automatic nonlinear system. The case of 1:2 internal resonance and primary parametric resonance is taken into account. A numerical method is utilized to study the bifurcations and chaotic dynamics of the composite laminated cantilever rectangular plate. The frequency–response curves, bifurcation diagram, phase portrait and frequency spectra are obtained to analyze the nonlinear dynamic behavior of the composite laminated cantilever rectangular plate, which includes the periodic and chaotic motions.     

Winkler地基上四边自由矩形薄板的3次超谐波共振与奇异性

通过Galerkin方法,将Winkler地基上四边自由受横向简谐激励矩形薄板的控制微分方程转化为非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法,求得了系统满足3次超谐共振情况时的一次近似解以及对应的定常运动,并对其进行数值了计算。对3次超谐共振定常运动分岔响应方程进行了奇异性分析,得到了开折参数平面的转迁集和分岔图。揭示了一些新的动力学现象。     

受机械力作用金属／陶瓷功能梯度板的超谐共振研究

研究机械力作用下金属／陶瓷功能梯度薄板3次超谐共振问题．按照功能梯度薄板的非线性动力学方程，得到金属／陶瓷功能梯度薄板受横向机械力作用的非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法得到系统3次超谐共振近似解并进行数值计算。分析阻尼、激励、几何尺寸等参数对系统3次超谐共振幅频响应曲线的影响．     

悬索承重梁索耦合结构的垂向运动动力学模型及主共振分析

该文建立了描述结构大变形和主缆初始曲率产生的几何非线性对系统动力学影响的悬索承重梁索耦合结构垂向运动动力学偏微分方程组。通过Galerkin方法一次截断把偏微分方程组化为时域上的两自由度常微分方程组。使用多尺度法得到简谐激励下常微分方程组主共振时的一次近似解。结果显示,当外激励仅激发低频或高频主共振时,系统的振幅随激励的幅值或激励频率的变化出现突然的跳跃。当激励同时激发低频和高频主共振时则有两种情况:1) 若固定高频激励幅值和频率,则系统的低频和高频振动成分的振幅随低频激励参数变化同时增加或减小;2) 若固定低频激励的幅值和频率,则系统的低频和高频振动成分的振幅随高频激励参数变化以相反的趋势变化。即高频振动幅值增大时,低频振幅减小,反之亦然。     

色噪声与确定性谐波联合激励下Bouc-Wen动力系统响应的统计线性化方法

提出了一种用于求解色噪声和确定性谐波联合作用下单自由度Bouc?Wen系统响应的统计线性化方法.基于系统响应可分解为确定性谐波和零均值随机分量之和的假定,将原滞回运动方程等效地化为两组耦合的且分别以确定性和随机动力响应为未知量的非线性微分方程.利用谐波平衡法求解确定性运动方程,利用统计线性化方法求解色噪声激励下的随机运...     

定轴转动与基础激励下梁的非线性动力学

采用Kane方程，建立了含耦合的几何及惯性非线性项的定轴转动与轴向基础激励联合作用下柔性梁的非线性动力学控制方程组，该方程组不仅包含二次及三次非线性项，而且体现了参数激励与外激励的联合作用。运用多尺度法，研究了匀转速，顺臂安装下悬臂梁的一阶模态主参激共振与外激励1/2次亚谐共振同时作用时梁的一阶近似稳态响应。结果表明，梁的一阶模态幅频特性将受到转速，旋转半径和激励幅值等参数变化的显著影响。     

点支式幕墙鱼腹式索桁架支承体系动力特性

考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出了点支式玻璃幕墙预应力鱼腹式索桁架支承体系非线性振动方程。通过Galerkin方法,将偏微分程转化为常微分方程,并采用L-P法及KBM法对常微分方程进行了求解。结合工程实例讨论分析了温度变化、振幅、外激励等因素对点支式玻璃幕墙预应力鱼腹式索桁架支承体系非线性振动的影响。算例表明,点支式玻璃幕墙预应力鱼腹式索桁架支承体系固有频率随着温度的升高而减小,其非线性振动呈现“硬弹簧”特性。