基于状态空间法的圆弧曲梁面内动力学分析

该文采用状态空间法研究了圆弧曲梁面内动力学特性。通过选择合适的状态变量,建立了相应的状态空间列式,并给出了固有频率和振动模态的求解过程。进一步通过引入辛内积的概念,建立了三种工程常见边界条件(简支、固支和自由)下圆弧曲梁面内振动模态关于质量和旋转惯量的正交关系式。在此基础上,运用模态叠加法给出了非齐次状态方程的解析解,并得到了圆弧曲梁在竖向移动集中荷载作用下的瞬态响应。数值算例结果表明该文方法是十分精确和可靠的。     

旋转输流管中管结构强迫振动的格林函数解

基于Hamilton原理建立了计入气-液双相流、轴向外载及自旋角速度影响的管中管动力学控制方程。采用格林函数法,获得了系统双向耦合振动的解析解,得到的四个格林函数基础解适用于各种边界条件。首先验证了此方法的可靠性,然后利用系统的格林函数解,分析了内流气体体积分数、双相流流速、轴向压力、弹簧刚度系数等参数对管中管系统动力学特性的影响。结果表明,旋转系统在非受力向产生了响应,且各参数对系统的响应有着明显的影响;流速和转速的共同作用使得耦合系统产生了特殊的共振带,工程中需要选取远离共振带的转速与流速以避免失稳与破坏。     

二阶混合非线性椭圆方程的强迫振动性质

本文对含有阻尼项二阶混合非线性椭圆方程,建立了其所有解振动的判定定理,这些定理包含和改进了其对应的常微分方程和超线性椭圆方程相应的结果.     

夹支扁球壳自由振动问题的准Green函数方法

将准Green函数方法应用于求解夹支任意形状底扁球壳的自由振动问题.即利用问题的基本解和边界方程构造一个准Green函数,这个函数满足了问题的齐次边界条件.采用Green公式将夹支任意形状底扁球壳自由振动问题的振型控制微分方程化为第二类Fredholm积分方程.通过边界方程的适当选择,积分方程核的奇异性被克服了.最后通过离散化方程求得数值结果.数值算例表明,该方法具有较高的精度,计算量小,收敛速度快,是一种新型有效的数学方法.     

平面曲梁面内自由振动有限元分析的p型超收敛算法

该文采用状态空间法研究了圆弧曲梁面内动力学特性。通过选择合适的状态变量,建立了相应的状态空间列式,并给出了固有频率和振动模态的求解过程。进一步通过引入辛内积的概念,建立了三种工程常见边界条件(简支、固支和自由)下圆弧曲梁面内振动模态关于质量和旋转惯量的正交关系式。在此基础上,运用模态叠加法给出了非齐次状态方程的解析解,并得到了圆弧曲梁在竖向移动集中荷载作用下的瞬态响应。数值算例结果表明该文方法是十分精确和可靠的。     

边界粘弹性支承对矩形板强迫振动响应的影响

提出边界粘弹性支承对矩形板强迫振动响应影响的分析方法。该方法基于阻尼复模态分析,利用阻尼复模态的正交性,导出了板的完全解耦的模态方程;通过算例研究和讨论了粘弹性边界支承对板的振动响应的影响。     

饱和土隧道内集中荷载作用下振动位移反应的Green函数解答

饱和土隧道在集中荷载作用下的隧道底面振动位移反应关系着饱和土的液化、震陷。根据饱和土中方形隧道的断面特征,采用两相饱和介质边界元法Green函数以及推导出的Lamb积分方程,计算出机车的集中振动引起的隧道底面振动反应表达式。结合具体算例,数值计算后表明结果可信。     

基于格林函数的多跨钻柱系统的振动特性分析

随着油气勘探开发向着深层、深水及非常规等复杂领域的不断扩展,钻井面临的井况与约束条件更加苛刻,钻柱的动力学特性更加复杂,失效问题频发。该文应用格林函数理论对多跨旋转钻柱双向耦合动力学特性进行了定量分析和研究。考虑多稳定器及不同约束条件,以钻柱整体为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁模型和Hamilton原理建立了具有广义边界约束条件及多稳定器的旋转钻柱双向耦合动力学方程。采用分离变量法、Laplace变换及Laplace逆变换求解所获得的振动微分方程,得到了旋转钻柱系统横向振动的格林函数解以及以格林函数为基础的多跨旋转钻柱系统的闭合形式的模态函数及隐式的频率方程。定量地分析了稳定器位置、弹簧刚度系数与稳定器个数对钻柱系统振动特性的影响。数值结果表明:稳定器位置与固有频率的关系曲线中有相应阶次数目的峰值;随着等效弹簧的刚度系数的增大,系统的固有频率随之增大,但当刚度增加到一定值时,系统的一阶和二阶频率将趋于稳定。研究结果有助于深化对多跨旋转钻柱的动力学特性规律的认识,为提高钻速、减少钻柱失效及钻柱钻井技术的应用提供了新的研究方法和理论依据。     

夹支扁球壳自由振动问题的准Green函数方法EI北大核心CSCD

将准Green函数方法应用于求解夹支任意形状底扁球壳的自由振动问题。即利用问题的基本解和边界方程构造一个准Green函数,这个函数满足了问题的齐次边界条件。采用Green公式将夹支任意形状底扁球壳自由振动问题的振型控制微分方程化为第二类Fredholm积分方程。通过边界方程的适当选择,克服了积分方程核的奇异性。最后通过离散化方程求得数值结果。数值算例表明:该方法具有较高的精度、计算量小、收敛速度快,是一种新型有效的数学方法。     

基于分段插值多项式求解强迫振动的方法

在求解单自由度系统在任意动力荷时,本文提出在Ｄｕｈａｍｅｌ积分中利用分段插值多项式逼近任意动力荷载,推导了相关公式,提出了三种分段插值多项式,当动力荷载为分段插值多项式时,Ｄｕｈａｍｅｌ积分是有精确解的,因而和一般的数值方法相比,本文方法不但具有较高的计算精度,而且大大减少了计算工作量。     

质量偏心Timoshenko梁的振动波特性研究

在研究船舶、潜艇等工程结构的低频振动时,通常可以将其简化为质量在截面内分布非均匀的梁结构,此质量偏心会引起弯-纵耦合。针对弯-纵耦合的质量偏心Timoshenko梁,推导了其截止频率的解析表达式;探讨了质量偏心对其纵振波、传播弯曲波及衰减弯曲波波数的影响规律;研究了三组波数下纵向/弯曲位移比随频率及质量偏心的变化。分析结果表明,质量偏心会降低梁的截止频率,偏心率越大,降低越明显;弯曲衰减波会在截止频率处转变为弯曲传播波;质量偏心使得非频散的纵向振动波转变为频散波;纵向振动与弯曲振动的耦合在质量偏心率或频率增大时,会进一步加强。     

Green函数对饱和土隧道内集中荷载作用振动位移反应的计算

由于快速列车与城市地铁的发展,饱和土隧道内集中荷载作用的反应问题日显重要。Green函数对辐射条件的满足,积分方程的精确解答,Dirichlet条件下的通用性,使它对隧道内动荷载作用的土动力反应问题计算有着特有的优越性,作者根据已求得两相饱和介质Green函数,利用Lamb积分公式,结合隧道断面特征,以解析积分法推导了集中冲击荷载与简谐荷载圆形断面隧道内振动位移反应表达式闭合解、反应时程曲线、瞬态和稳态的振动形态;并根据它们的单位脉冲响应函数结合Duhamel积分求得隧道在地震荷载作用下的动力反应。另外窗形隧道受集中冲击荷载作用相关弹性波时程曲线也在文中给出。     

二阶强迫非线性时滞差分方程振动的充要条件

给出了二阶强迫非线性时滞差分方程△^2xn anf(xn-k)=gn的所有解弱振动的一个充要条件。     

动力刚度法求解平面曲梁面外自由振动问题

该文将动力刚度法应用于平面曲梁面外自由振动的分析。通过建立单元动力刚度所满足的常微分方程边值问题,用具有自适应求解功能的常微分方程求解器COLSYS 进行求解,获得单元动力刚度的数值精确解。以COLSYS 求解单元动力刚度的网格作为单元上固端频率计数求解的子网格,由单元动力刚度的边值问题解答线性组合出该子网格下各子单元的动力刚度,由Wittrick-Williams 算法获得单元固端频率的计数。从而实现整体结构的Wittrick-Williams频率计数。通过建立单元动力刚度对频率的导数所满足的常微分方程边值问题,调用COLSYS求其数值精确解,并将其引入导护型牛顿法,可迅速求得结构精确的频率和振型。数值算例表明,该文方法准确、可靠、有效。     

基于扭转强迫振动风洞试验的矩形截面高层建筑三维风荷载研究

为了研究扭转振动对高层建筑三维气动力的影响,利用扭转强迫振动装置,通过多点测压风洞试验测试了三个矩形截面高层建筑模型在不同试验风速和不同扭转振幅情况的表面风压时程。进而讨论了结构顺风向、横风向和扭转向均方根风力系数及功率谱的变化规律,研究结果表明：结构顺风向、横风向和扭转向均方根风力系数均随着试验风速和扭转振幅的变化而变化;结构顺风向阻力系数随着扭转振动振幅的变化主要是由于结构顺风向气动力的变化引起,而其横风向和扭转向风力系数随着扭转振动的变化包含了气动力变化与结构气动弹性效应两部分。对于高层建筑来说,应考虑扭转振动引起的结构三维气动力的变化以及结构横风向和扭转向气弹效应。     

索-曲梁组合结构的面内振动

研究了索-曲梁组合结构的面内动力特性。首先利用Hamilton变分原理得到索-曲梁的线性运动方程以及索-曲梁组合结构的边界条件,然后在给定位移边界条件下通过解析求解得到索、曲梁各自的特征值,进而可以确定组合结构的固有频率。最后讨论了索的倾角和曲梁半径以及曲梁的不同截面对组合结构固有频率的影响,并且与有限元结果进行了对比。结果表明固有频率与索与曲梁的质量比、曲梁半径以及索的倾角有关。     

功能梯度材料Timoshenko型剪切梁的自由振动分析

基于Timoshenko梁理论,研究各向异性功能梯度材料梁的自由振动。假设材料参数沿梁厚度方向按同一函数规律变化,建立了功能梯度材料梁的振动方程,求得简支条件下其自振频率表达式。通过算例,给出指数函数梯度变化Timoshenko梁的自振频率和模态图,结果表明不同梯度变化对材料结构动力响应有较大影响。该方法为发展功能梯度材料梁的设计与数值计算提供了理论依据。     

埋置点源简谐荷载作用下Gibson土体动力Green函数

采用Hankel积分变换方法,研究了Gibson地基在内源简谐荷载作用下的动力响应问题;通过构造积分围道技术,利用对围道上奇点的特殊处理,以消除驻波相来满足实际波的辐射条件,得到了Gibson地基埋置点源简谐荷载的动力Green函数。通过具体算例,分析了地基土体非均质性、荷载埋置深度和激振频率等因素对地基土体表面竖向位移的影响。结果显示:(1)荷载埋置深度和荷载激振频率对地基表面位移幅值大小和波动性都影响较大;(2)低频荷载作用下,地基土体的非均质性对其表面位移有较大影响。     

桥梁颤振导数的耦合强迫振动仿真识别

提出了一种新的桥梁颤振导数识别方法——耦合强迫振动识别法，并采用CFD仿真桥梁节段模型的耦合强迫振动，通过数值计算节段模型上的颤振自激力，识别出节段模型的颤振导数。以丹麦的大带东桥为例，用仿真耦合强迫振动法识别了该桥梁节段模型的8个颤振导数，并计算了颤振临界风速，其计算结果与风洞试验结果一致，证明了所提出的耦合强迫振动识别法及数值仿真识别方法是可行的。     

延拓Kantorovich法求解时程问题初探：杆的轴向强迫振动

本文以杆轴向强迫振动问题为你，将延拓Ｋａｎｔｏｒｏｖｉｃｈ法推广到时程分析问题的求解，文中取一项试探函数，基于Ｇｕｒｔｉｎ变分原理，推导了空间方向和时间方向的常微分方程组，并作了解析求解，分析计算表明，对于文中特例，二至三次迭代便可得到精确解。