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相似文献
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1.
In this study, nonlinear vibration and instability of embedded temperature-dependent cylindrical shell conveying viscous fluid resting on temperature-dependent orthotropic Pasternak medium are investigated. The equivalent material properties of nanocomposites are estimated using rule of mixture. Both cases of uniform distribution and functionally graded distribution patterns of reinforcements are considered. Based on orthotropic Mindlin shell theory, the governing equations are derived. Generalized differential quadrature method is applied for obtaining the frequency and critical fluid velocity of a system. The effects of different parameters, such as distribution type of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), volume fractions of SWCNTs, and Pasternak medium are discussed.  相似文献   

2.
考虑内、外部流体的联合作用,研究输流管道的流体诱发振动稳定性。将外部流体的作用简化为涡激升力,利用Kane方法建立输流管道的二维非线性涡激振动方程。将动力学方程在平衡位置附近线性化,进行输流管道的稳定性分析。探讨不同内外流流速、外部流体的粘滞力系数、管道跨度以及内外流联合作用对管道稳定性的影响。研究结果表明,非线性涡激振动模型更真实地反映输流管道的流体诱发振动稳定性,在内流和管道跨度的影响下,发生耦合模态颤振现象;外部流体粘滞力系数的变化对管道的动力特性有明显的影响;在内外部流体的联合作用下管道的振动特性与各因素单独作用时明显不同。  相似文献   

3.
在轴线可伸长假定的基础上,采用Timoshenko曲梁模拟弯曲管道,建立了输液曲管平面内振动的动力学方程;应用波动方法对所建立的振动模型进行了求解;获得了曲管内振动波的传播和反射矩阵,提出了计算轴向可伸输液曲管平面内振动固有频率的数值方法。算例分析中,计算了两端固定半圆形曲管在四种不同流速下的前五阶固有频率,结果表明,与轴线不可伸曲管的结果不同,两端固支轴线可伸曲管不会因为管内流速过大发生屈曲失稳。  相似文献   

4.
本文研究了黏弹性输流管在Winkler地基上的横向振动。管道的黏弹性材料用Kelvin本构关系描述,在两端铰支边界条件下,对系统的控制方程应用直接多尺度法建立相应的可解性条件,得到了系统次谐波共振和组合共振的稳定性边界条件,考察了系统的各种参数如阻尼、脉动流速、质量比、弹性地基对稳定性边界条件的影响。  相似文献   

5.
The effect of shape memory alloys (SMA) on the free vibration behavior of buckled cross-ply and angle-ply laminates by varying the SMA fiber spacing was investigated using the finite element method. The formulation of the location-dependent linear, nonlinear stiffness and mass matrices due to non-homogeneous material properties and the temperature-dependent recovery stress stiffness matrix were derived. Numerical results show that the increase of SMA fiber volume fraction and prestrain may generate more recovery stress, and increase the stiffness of SMA reinforced composite laminates. Therefore, the postbuckling deflections of the plate will be decreased considerably and the natural frequencies of the plate may be modified significantly. The buckling mode and fundamental natural mode are dependent on the graphite fiber orientation of the SMA reinforced angle-ply laminates. The relationship between the buckling mode and fundamental natural mode is clearly displayed and studied in detail.  相似文献   

6.
双腔液固混合介质(SALi M)隔振器是一种适用于低频重载隔振的新型隔振器,它由主腔室、附加腔室、连通管道以及油液和波纹管弹性单元体组成的液固混合介质构成。根据连通管道中流体运动的动量方程建立隔振器非线性动力学模型,将非线性流体阻尼线性化,得出系统的等效刚度和阻尼表达式。理论分析和仿真结果表明,系统的等效刚度和阻尼具有复杂变化特性。连通管道内部油液流动受到流体阻尼力、管道内部液柱惯性力的综合影响,系统等效刚度可能会出现渐软、渐硬、振荡等复杂特性。运用MTS试验机测试隔振器在简谐位移激励下的刚度和阻尼特性,并搭建隔振试验系统。试验结果较好地验证了理论分析和仿真计算所得结论,为下一步的工程设计奠定了基础。  相似文献   

7.
具有非线性运动约束输液曲管振动的分岔   总被引:4,自引:6,他引:4  
王琳  倪樵 《振动与冲击》2006,25(1):67-69
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。  相似文献   

8.
This paper deals with the large amplitude vibration of nanocomposite plates reinforced by single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) resting on an elastic foundation in thermal environments. The SWCNTs are assumed aligned, straight and a uniform layout. Two kinds of carbon nanotube-reinforced composite (CNTRC) plates, namely, uniformly distributed (UD) and functionally graded (FG) reinforcements, are considered. The material properties of FG-CNTRC plates are assumed to be graded in the thickness direction, and are estimated through a micromechanical model. The motion equations are based on a higher-order shear deformation plate theory that includes plate-foundation interaction. The thermal effects are also included and the material properties of CNTRCs are assumed to be temperature-dependent. The equations of motion are solved by an improved perturbation technique to determine nonlinear frequencies of CNTRC plates. Numerical results reveal that the natural frequencies as well as the nonlinear to linear frequency ratios are increased by increasing the CNT volume fraction. The results also show that the natural frequencies are reduced but the nonlinear to linear frequency ratios are increased by increasing the temperature rise or by decreasing the foundation stiffness. The results confirm that a functionally graded reinforcement has a significant effect on the nonlinear vibration characteristics of CNTRC plates.  相似文献   

9.
简单输液管系的稳定性分析   总被引:7,自引:0,他引:7  
研究了工程中常见的支承在多个弹性支座上的输液管系,用Hamilton原理和有限元法建立管道系统的运动微分方程。通过求解带有陀螺矩阵的振动方程组的特征值问题,考察了这种管系的稳定特性。结果表明,管系不但存在静力失稳状态而且在更高的流速下还存在动力失稳状态,同时也得到一些与单跨管不同的结果;考察了管系失稳状态下的位移响应特性,结果表明,失稳状态可以是若干失稳模态的合成结果,也可以是若干失稳模态与若干稳定模态的合成结果  相似文献   

10.
平面周期管系对轴向波与弯曲波的隔离特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
管路的振动小仅造成噪声污染,而且造成机器设备的损坏.将声子晶体布拉格带隙原理引入到管壁的结构设计中,将管壁设计成沿轴向交替排列的周期复合结构,采用传递矩阵法,计算此周期弯管中轴向波及弯曲波的传输特性,同时用MSC有限元软件验证了传递矩阵法计算的正确性.研究表明平面周期管路存在弯曲振动、轴向振动带隙特性,在带隙频率范围内,对相应的振动波传播具有很强的衰减作用.进一步,研究材料阻尼比对管路振动特性的影响.  相似文献   

11.
梁峰  包日东 《工程力学》2015,32(4):185-190
利用多元L-P法研究外部周期激励下两端铰支输流管道含有内共振的非线性受迫振动问题。对于外激励作用下的流固耦合系统,当第二阶固有频率约为第一阶值的3倍,并且激励频率接近系统固有频率时,系统会发生含有强烈内部共振的主共振。利用多元L-P法求解这种振动响应,并详细分析振动中前两个模态的运动及外激励幅值对内共振的影响。数值算例揭示了系统由于内共振而发生的更加丰富而复杂的动力学行为,并且表明,随着激励幅值的增大,部分内共振的发生趋势将降低并最终消失。研究结果同时证明了多元L-P法在研究非线性动力学方面是便捷而高效的。  相似文献   

12.
管道中流体和弹性体之间的相互作用是引起管道振动的主要原因,这种流固耦合作用对管道动力特性有直接影响。通过实验和数值分析研究输流管道在流固耦合作用下的振动模态、幅频响应等动力特性的变化规律。根据流体三维波动方程和管道动力学方程之间的耦合关系建立空间输流管道系统的直接流固耦合动力有限元模型,进行管道系统有无流体两种工况下的模态实验。通过和实验结果的对比,验证了输流管道耦合动力学模型的合理性和流体对管道模态的影响,研究了不同频率下流固耦合特性对管道幅频响应的影响及作用机理。发现水介质流体显著降低了管道固有频率,但是在不同频率下流体对管道幅频响应的作用效果并不相同。  相似文献   

13.
张凤翔  陈贵清 《振动与冲击》2004,23(2):101-103,100
采用二维不可压缩无粘流体模型,探讨了板状结构的流致振动问题。发现板在两端简支、中点联结松动时,结构首先出现屈曲失稳,而不会发生颤振失稳。求得了具体结构参数情况下的第一阶屈曲临界流速,计算了结构参数变化对临界流速的影响。  相似文献   

14.
In this study, the effect of time discretization on the nonlinear transverse vibration and instability of single-walled boron nitride nanotube (SWBNNT) conveying viscous fluid is investigated based on the nonlocal piezoelasticity theory. SWBNNT is considered as an Euler–Bernoulli beam and is subjected to combined mechanical loading, thermal changes and electrical field. The elastic medium is simulated as Winkler and Pasternak foundation. The interaction between the inner viscous fluid and SWBNNT is obtained using Navier–Stokes equation. The axial inertia is neglected and a new approach is introduced to decouple the mechanical and electrical fields considering charge equation. Motion equations are derived by Hamilton’s principle using the Von-Kármán nonlinearity theory. In the first approach, time and space domains are discretized using the method of multiple scale (MMS) and Galerkin procedure respectively, and in the second one differential quadrature method (DQM) is utilized to space discretization. Good agreement is shown between the results of first and second approach. Numerical results indicate the significant effects of aspect ratio, elastic medium and nonlocality on the frequency and instability of the SWBNNT.  相似文献   

15.
针对TBM掘进过程中产生的振动对液压管道的影响,以液压直管为研究对象,在考虑管道变形的几何非线性及流体脉动的情况下,建立系统的非线性运动微分方程,运用Galerkin方法对其进行离散化,采用数值仿真方法分析基础振动振幅及频率对系统非线性动力学特性的影响规律。结果表明随着基础振动频率和幅值的变化,管道系统交替呈现周期和混沌运动两种形态。系统通过系列倍周期分岔或阵发性混沌进入混沌,通过倍周期倒分岔脱离混沌;当传递到管道上的基础振动频率低于42 Hz时,或者当传递到管道上的基础振动幅值D在(0,2.5)和(6.5,8.4) mm区间时,可以有效避免系统混沌运动的产生,增加管道运动的稳定性。  相似文献   

16.
研究两端弹性支承输流管道含圆周方向裂纹时的非线性动力学特性。首先,推导出裂纹管道的模态函数与局部柔度系数,然后运用Galerkin离散技术将管道运动方程在模态空间中展开,采用非线性动力学仿真方法得到管道系统响应随各参数变化的分岔图和最大Lyapunov指数图。数值结果表明,这种两端弹性支承的特殊边界裂纹管道在参数激励、自激励和外激励联合作用下,表现出丰富的非线性动力学特性,分别出现周期运动、概周期运动、阵发性混沌和混沌等多种响应形式。  相似文献   

17.
The nonlinear evolution of two fluid interfacial structures such as bubbles and spikes arising due to the combined action of Rayleigh-Taylor and Kelvin-Helmholtz instability is investigated. Using Layzer's model analytic expressions for the asymptotic value of the combined growth rate are obtained in both cases for spikes and bubbles. However, if the overlying fluid is of lower density the interface perturbation behaves in different ways. Depending on the magnitude of the velocity shear associated with Kelvin-Helmholtz instability both the bubble and spike amplitude may simultaneously grow monotonically (instability) or oscillate with time.  相似文献   

18.
叠层板状结构流致振动特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
将管道理论引入叠层板状结构的流致振动研究,在势流理论下,基于输流管道的哈密顿原理,建立叠层板状结构的流致振动模型,用微分求积法对模型的运动方程进行求解,研究系统零流速状态的固有频率和模态,运用特征值分析与响应分析结合的方法,确定系统失稳的临界流速与形式。结果表明,悬臂支承模型发生颤振失稳;两端固支模型发生屈曲失稳。  相似文献   

19.
钢筋混凝土梁的非线性振动识别研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
通过理论推导和钢筋混凝土简支梁的锤击振动测试实验,证实了钢筋混凝土梁微幅弯曲自由振动存在弱的非线性,且近似为二次非线性,其振动频率随着振幅的减小而加大。利用小波变换时频分析的特点,用Morlet复小波函数对钢筋混凝土梁的自由振动响应进行小波变换,通过脊线所对应的尺度得到瞬时振动频率,通过脊线上的小波系数计算出瞬时振幅。由系统的瞬时频率和瞬时振幅与时间的关系以及它们之间的相互关系,由曲线拟合得到系统的固有频率、阻尼系数和非线性系数。通过实验发现梁的固有频率随着损伤的增大而减小,非线性系数随着损伤的增大而增大。  相似文献   

20.
含分层损伤复合材料层合板非线性动力稳定性   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
采用Reddy 的板高阶剪切变形简化理论研究了含分层损伤复合材料层合板的非线性动力稳定性问题。建立了分层模型, 推导了考虑几何非线性和阻尼效应的Methieu 方程, 给出了该方程的解析解表达式; 研究了参数振动解的稳定性; 然后通过典型数例讨论了分层损伤对层合板固有频率、屈曲临界力以及动力稳定区域的影响; 研究了保守与非保守体系的外载荷的激励频率对层合板第一参数振动的振幅的影响, 以及线性、非线性阻尼对非保守体系的最大牵引深度的影响。由典型算例讨论可知, 随着复合材料层合板分层损伤的扩大, 其动力稳定性能逐渐减弱, 特别是损伤接近层合板的中面时, 分层损伤对其动力稳定性能的影响最大。   相似文献   

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