磁场中导电旋转圆板的磁弹性非线性共振

研究旋转运动圆形薄板在磁场中受到机械载荷作用时的磁弹性非线性共振问题。根据哈密顿原理推导出旋转运动圆板在磁场中的磁弹性非线性振动方程,基于电磁理论给出了旋转板所受电磁力的表达式;通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法,得到横向磁场中旋转导电圆板的磁弹性轴对称振动微分方程。应用平均法对系统非线性主共振问题进行求解,得到稳态运动下的幅频响应方程。通过数值计算,得到固支边界条件下圆板的幅频特性曲线以及振幅随磁感应强度、转速、激励力等参数的变化规律曲线图,分析了不同参数对旋转板共振幅值及非线性特性的影响。     

线性弹簧组合式振动时效装置的3次超谐共振特性分析

超谐共振式振动时效是解决高频率工件共振问题的一种有效方法,但非线性弹簧制造工艺复杂,非线性参数不可调节、难控制等因素限制了超谐共振式振动时效装置的应用发展。基于这些问题,提出利用线性弹簧组合来实现超谐共振,设计一种线性弹簧组合振动装置,在此基础上就线性弹簧组合非线性弹力特性进行分析,利用多尺度理论求得该系统3次超谐振动响应特性,借助有限元模型进行3次超谐振动对高频率工件激励的仿真实验分析。结果表明线性弹簧组合系统在垂直方向可以产生3次超谐振动,并实现了高频率工件主共振。这些研究成果进一步推进超谐共振式振动时效技术。     

横向磁场中旋变运动导电圆板的参强联合共振

研究变速旋转圆板的非线性磁弹性参强联合振动问题。给出旋转圆板在磁场中的磁弹性振动方程,应用伽辽金法离散变量,得到横向磁场中旋转圆板轴对称参强联合振动微分方程。运用多尺度法求解振动微分方程,分析久期项得到系统发生参强联合共振时的两种共振状态,并分别给出两种状态下系统的幅频响应方程。通过数值计算,给出圆板的协调参数、磁场、转速、激励力等参数变化对振动特性的影响,对比两种共振条件下的幅值-参数曲线,讨论不同参数变化对系统稳定性的影响。通过系统的全局分岔图,讨论分岔参数变化对系统动力学特性的影响。     

磁场中旋转运动圆板磁弹性超谐-组合共振

针对磁场中的旋转运动导电圆板,基于弹性理论和电磁原理,给出旋转圆板的动能、应变能和电磁力表达式。应用Hamilton原理,推导出几何非线性下圆板的磁弹性横向振动方程。针对横向磁场中双频外载作用下圆板的轴对称振动问题进行分析,利用辽金积分法得到夹支约束下旋转板的无量纲化振动微分方程;应用多尺度法求解非线性方程,得到超谐-组合联合共振下系统的幅频响应方程,并对稳态解的稳定性进行分析,得出稳定解的判定条件。由算例给出了旋转运动圆板共振幅值随频率参数、磁场及力幅的变化规律曲线图,分析了转速、磁场等参量对共振稳态解的影响;通过分析所绘制动相平面图上奇点附近相轨迹的变化趋向,进一步阐明了稳态解的多值性和稳定性。     

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。     

圆环板面内自由振动的DQM求解

基于线弹性体理论,得到各向同性材料薄圆环板面内自由振动的控制微分方程,用微分求积法（DQM)数值研究了圆环板面内自由振动的无量纲频率特性;将得到的计算结果与已有的结果进行了比较,显示了DQM的适用性和精确性;最后考虑了四种不同边界条件下圆环板内、外半径比对于无量纲频率的影响。     

叠层板在两项简谐激励作用下的组合共振分析

研究了在四边简支的边界条件下,正交各向异性矩形叠层板在两项横向简谐激励作用下的非线性组合共振及其稳定性问题。在给出了正交各向异性叠层板的振动微分方程的基础上,利用伽辽金法导出了相应的无量纲化达芬型非线性强迫振动方程。应用多尺度法对组合共振问题进行求解,得到了系统在稳态运动下的幅频响应方程。基于李雅普诺夫稳定性理论,得到了解的稳定性判定条件。通过数值算例,对几种复合材料薄板的共振特性进行了分析,分别给出了不同条件下系统运动的响应图、幅频图和动相平面图,讨论了不同参数对系统非线性动力学行为的影响。     

一边支承三边自由矩形板振形曲线及其正交性

本文提出主振方向排序法的思想 ,建立了一边支承三边自由矩形板统一的振形函数表达式。该振形曲线基本符合板边界条件所限定的变形曲线形态 ,可以满足全部边界条件 ,又具有振形的正交性。本文阐明了主振方向排序法的物理含义 ,推导了 2种矩形板自由振动频率方程 ,计算了各 2 5个自振频率及相应的振形。     

弹性直杆在温度场中的非线性振动与奇异性

由伽辽金方法得到了弹性直杆热胀冷缩状态下受均布简谐激励的非线性振动方程。应用多尺度法求得了系统主共振的分岔方程和不同参数下的主共振响应曲线。随着温度的降低,主共振幅频响应曲线的振幅增加,共振区变窄。得到了主共振温度响应曲线的两种拓扑结构及其变化趋势。按照奇异性理论方法对主共振分岔方程进行了分析,得到了分岔方程的转迁集和分岔图。     

基于Mindlin理论的齿轮横向振动模型

针对圆柱齿轮中心带孔,厚径比已经不在经典的薄板理论范围之内的结构特点,将其分别简化为直径等于分度圆、齿顶圆和齿根圆的中厚圆环板。基于Mindlin理论,推导了在自由边界条件下中厚圆环板横向振动频率方程,利用MATLAB软件对频率方程进行求解,并与有限元方法计算结果和实验测试结果对比分析。结果表明：只有将齿轮简化为直径等于分度圆的中厚圆环板时,三者结果才基本相符,从而验证了简化模型的可行性。该结论对超声珩齿振动系统设计具有一定的理论指导意义。     

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．     

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。     

谐变力作用功能梯度旋转圆板强非线性主共振

功能梯度材料作为一种新型材料,具有良好的力学性能,近年来被广泛关注和应用。该文针对金属-陶瓷功能梯度圆板,考虑周边夹支边界约束条件,选取多项式形式的振型函数,利用伽辽金法,推得旋转运动状态和热效应作用下系统的纵横耦合非线性振动方程,求得由旋转及密度差引起的静挠度项。用改进多尺度法求解方程,得到强非线性系统的频幅响应方程和解析解。通过算例,给出功能梯度圆板的幅频曲线、幅值-激励力曲线、幅值-温度曲线,分析了不同物理量对结构共振幅值的影响规律,并且比较了解析解和数值解,两者结果较为吻合。     

非线性弹性地基上矩形薄板的动力学研究

本文研究了非线性弹性地基上矩形薄板的非线性振动特性和振动稳定性。在考虑了地基板阻尼和非线性效应的基础上,建立了小挠度矩形板横向均布简谐激励作用下的非线性动力学方程;用谐波平衡法研究了其非线性振动特性;导出了频率响应方程,研究了频率响应特性;讨论了非线性因素的影响,得出了忽略地基板非线性因素的条件;分析了地基板的非线性振动的稳定性,得出了稳定区和不稳定区的分界线方程。     

二次非线性粘弹性圆板的2/1超谐解

计及材料的非线性弹性和粘性性质,研究了圆板在简谐载荷作用下的2/1超谐解,导出了相应的非线性动力方程。提出一类强非线性动力系统的叠加迭代谐波平衡法。将描述动力系统的二阶常微分方程,化为基本解为未知函数的基本微分方程;及分岔解为未知函数的增量微分方程。通过叠加迭代谐波平衡法得出了圆板的2/1超谐解。同时,对叠加迭代谐波平衡法和数值积分法的精度进行了比较。并且讨论了2/1超谐解的渐近稳定性。     

具有初挠度夹层圆板非线性振动与解的稳定性

基于均布载荷作用下夹层圆板大幅度振动的基本方程和四种边界条件,利用空间模态假设和变分法,将初挠度设成空间函数的形式,动挠度设为时间和空间函数的分离形式,并将其代入各非线性振动方程,得出应力和转角用设定的挠度函数表示的形式,再将假定模态函数代入本问题的非线性振动方程,利用伽辽金法推导出时间模态的控制方程,并在相平面上讨论了解的稳定性。     

非线性弹性地基上圆形薄板主参数共振-主共振研究

研究非线性地基上圆形薄板受简谐激励的非线性振动问题。按照弹性力学理论建立非线性地基上圆形薄板受简谐激励的动力学方程。利用Galerkin方法将其转化为非线性振动方程,它是达芬-马休型方程。应用非线性振动的多尺度法求得系统主参数共振-主共振条件的一次近似解,并进行数值计算。分析阻尼、地基系数、几何参数等对共振响应曲线的影响。比较了两种地基的计算结果。     

简支圆板非线性热弹耦合振动问题的研究

对温度场中周边简支圆板的轴对称非线性热弹耦合自由振动问题,运用伽辽金法求解, 得出一个关于时间的非线性常微分方程组,求出振幅随时间变化的数值解。将热弹耦合与非 热弹耦合情况进行对比,发现振幅较小时,热弹耦合效应使板的固有频率相对于无热弹耦合 情形提高：振幅较大时,热弹耦合效应使固有频率降低。本文还比较了不同热弹耦合参数对 应的振动情况。     

受机械力作用金属／陶瓷功能梯度板主共振奇异性

研究机械力作用下金属，陶瓷功能梯度薄板主共振奇异性问题。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主共振幅频响应分岔方程并进行奇异性分析，求得幅频响应分岔方程在开折参数平面的转迁集和分岔图。