含非线性部件的船舶推进轴系自由振动解析

通过分析含非线性元件的扭转振动数学模型特点,建立单一质量点的非线性扭转振动方程,从而推导得到多自由度系统非线性扭转振动通用方程。研究谐波平衡法以及摄动法在求解非线性系统的优缺点,提出采用摄动-谐波法求解多自由度系统非线性振动方程,推导得到自由振动通用计算公式,为求解非线性多自由度系统自由振动提供了一定的理论指导和参考。     

带裂缝钢筋混凝土梁的非线性振动特征识别

对非线性Duffing系统进行数值仿真,用Hilbert-Huang变换时频分析得到其非线性动力特征,进而识别出系统的非线性项系数.通过对带裂缝的钢筋混凝土梁的脉冲锤击试验测得跨中加速度响应进行Hilbert-Huang变换分析,得出响应的瞬时频率与瞬时振幅的关系图,从而识别出梁的非线性动力特征.结果表明该梁的振动形式与Duffing系统的振动类型极为相似,为三次非线性振动.这一结果为通过梁的非线性动力特征来识别损伤提供了一定的依据.     

非线性梁压电分阶最优减振控制

提出非线性的分阶最优控制方法,并将其应用于梁的非线性振动压电减振控制。建立梁压电减振系统动力学模型,导出减振系统的非线性动力学运动微分方程,利用摄动法,实现非线性微分方程的线性化。将各阶线性方程解耦,化为状态空间方程。设计非线性分阶控制器,对减振系统进行分阶最优控制。仿真算例验证这种控制方法的有效性。     

求强非线性振动系统的新摄动法

对强非线性振系统进行参数变换,把强非线性振动系统转化为弱非线性振动系统,同时再把振动系统的解展开为傅立叶级数,利用参数待定法即可方便求出非线性振动系统的主精度摄动解。     

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.     

索-梁耦合系统非线性振动分析

研究了在惯性参考系中弹性斜拉索与悬臂梁耦合结构的非线性振动问题,利用Hamilton原理建立了索-梁耦合系统的非线性动力学方程,利用Galerkin方法将索-梁耦合系统的非线性运动偏微分方程离散为一组常微分方程,然后利用多尺度法分析研究索-梁耦合动力学系统的非线性振动,用Runge-Kutta法对数学模型进行数值计算,同时探讨了各种参数对索-梁耦合系统非线性振动的影响,并提出对工程有实际意义的结论.     

圆柱壳体的非线性磁弹性振动问题

导出了纵向磁场中圆柱薄壳体的非线性轴对称振动基本方程。利用多尺度法和摄动法求出了两端简支壳体振动的近似解析解,并对振动幅值和频率进行了讨论。     

船舶推进轴系非线性冲击响应研究

在讨论梁弯曲微振幅振动时,考虑在材料力学的讨论中梁的挠度微分方程忽略项后,线性问题变为非线性问题.利用非线性理论对该非线性问题进行了讨论,得到了稳定解.并把这种分析推广到船舶推进轴系的非线性响应分析中,提出了一种分析方法.     

车桥耦合系统的非线性动力分析

研究了车桥耦合系统的非线性动力特性。基于哈密尔顿能量原理和欧拉-贝努利梁假设,考虑梁的几何非线性影响,建立了移动振动车辆模型下桥梁的耦合非线性振动方程,应用伽辽金法和Runge-Kutta法对方程进行求解,算例中探讨了车辆质量、车速、桥梁阻尼和桥跨径等参数对车-桥耦合系统非线性振动性能的影响。     

黏弹性轴向运动变张力梁非线性动力学

在黏弹性轴向运动梁横向参数振动的非线性动力学行为研究中,首次计入因速度变化引起的、沿梁的径向变化的、轴向变张力的影响。给出描述变张力轴向运动梁横向非线性振动的偏微分—积分控制方程。基于微分求积法给出轴向运动梁横向非线性参数振动的数值解,通过观察梁中点的位移、速度随时间变化的历程,识别轴向运动系统的非线性动力学行为。同时,通过从数值解中提取的相图、Poincaré映射图和频谱分析,考察轴向运动梁横向振动的分岔与混沌特性,揭示了工程应用中的非线性轴向运动系统的混沌动力学行为。     

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。     

反对称正交铺层剪切圆柱壳在外压下的屈曲和后屈曲

给出了反对称正交铺层剪切圆柱壳广义大挠度Donnell 型方程, 并运用位移型摄动技术构造出该圆柱壳在均匀外压作用下的后屈曲渐近级数解。考虑到边界效应对中短圆柱壳的影响及边值问题摄动解的一致性, 详细研究了该圆柱壳端部边界层方程和奇异摄动解, 以便与中部正则摄动解相匹配。文中同时给出一些典型例子并讨论了横向剪切变形、Batdo rf 数、弹性模量比和初始几何缺陷对圆柱壳屈曲与后屈曲性态的影响。比较显示, 横向剪切变形对圆柱壳的屈曲与后屈曲有重要影响。      

边界约束对梁抗爆动力响应的影响(Ⅰ)–理论研究及分析

边界约束的差异会直接影响结构的抗爆动力响应及承载能力,文中建立了复杂约束条件下抗爆梁在弹性阶段和塑性阶段的解析计算方法,并计算分析了竖向弹性与阻尼约束、水平约束刚度、抗弯约束、荷载形式以及屈服弯矩动力强化系数对动力响应的影响。计算表明：竖向弹性与阻尼约束会引起附加惯性力,能够明显降低结构在弹塑性阶段的位移动力系数。水平约束和抗弯约束影响结构的动态响应主要在塑性阶段,水平约束使梁截面在变形过程中产生横向压力,抗弯约束直接限制刚体转动,均有效降低了梁位移动力系数,相对提高结构的承载力。相同约束刚度和荷载峰值条件下,平台荷载下结构的位移动力函数均高于三角形荷载下位移动力函数,说明动荷载的作用时间越长,对结构承载越不利。另外考虑屈服弯矩的动力增强系数时,可提高结构的抗爆潜力。     

移动的车辆随机荷载作用下梁桥的瞬态响应

本文首先给出了车辆随机荷载的统计描述,然后建立了运动的平稳随机荷载作用下粘弹性地基上Euler-Bernoulli梁的运动方程,利用Green函数的概念和积分变换方法对梁的振动方程进行了求解,获得了梁的随机动挠度的理论表达式,还针对具体算例进行了数值计算分析.最后利用随机振动理论给出了随机响应的几种主要统计量的计算公式.     

反对称角铺设层合矩形板在不同边界条件下的后屈曲问题

本文以板的无量纲最大挠度为摄动参数,应用摄动法研究了在几种支承情况下,反对称角铺设层合矩形板的后屈曲问题,并以梁的特征函数所构成的广义付里叶级数作为高阶摄动偏微分方程的近似解,本文方法简捷,计算收敛性好、数据可靠。     

磁致伸缩层合悬臂梁式作动器的振动分析

为了分析磁致伸缩薄膜型层合悬臂梁式作动器的振动问题,应用磁致伸缩材料的非线性本构关系,由哈密尔顿原理导出了双层悬臂梁的振动微分方程。采用分离变量方法和常微分方程组的解析解法对磁致伸缩薄膜型层合悬臂梁的自由振动和受迫振动进行了理论分析。数值算例表明本文计算结果与有限元结果吻合较好,从而佐证了本文理论模型和求解方法的正确性,并讨论了几何参数、材料参数对层合梁固有频率的影响。还分析了在周期输入磁场激励下悬臂梁的挠度响应,且挠度响应呈现出倍频效应的动态特性。      

轴向载荷作用下无限长连续梁振动研究

研究了轴向静载荷作用下无限长等间距支承梁的横向振动问题。通过所建立的理论模型，分析了不同轴向载荷包括拉压对梁振动特性的影响，着重讨论了共振频率和对应幅值的变化规律；模型中，振动激励载荷为一作用于梁中的正弦变化的集中横向力，并考虑了梁横向变形阻尼系数、应变阻尼系数以及支承刚度对梁振动特性影响等因素。     

Experimental studies on damage detection of beam structures with wavelet transform

Experimental studies are reported for crack detection of a beam structure under a static displacement with the spatial wavelet transform. An invisible perturbation in the deflection profile of the beam at the crack position due to its existence would be induced. Such a small perturbation will be discerned or amplified through a wavelet transform such that a detection of crack location becomes possible practically. To realize this, the static profile of a cracked cantilever aluminum beam subjected to a static displacement at its free end is analyzed with Gabor wavelet to identify the crack. The damage detection of the beam with different crack depths is conducted. The spatial wavelet transform is proven to be effective in identifying the damage area even when the crack depth is around 26% of the thickness of the beam.     

反对称角铺设层合矩形板在不同边界条件下的后屈曲问题

本文以板的无量纲最大挠度为摄动参数,应用摄动法研究了在几种支承情况下,反对称角铺设层合矩形板的后屈曲问题,并以梁的特征函数所构成的广义付里叶级数作为高阶摄动偏微分方程的近似解,本文方法简捷,计算收敛性好、数据可靠。