非线性血流脉搏波在动脉内传播的有限元模型

文献[1]在前人研究的基础上提出了一个新的血流脉搏在动脉内传播的理论模型，导出了血液，动脉及其外周组织组成的流固耦合系统的无量纲运动微分方程组。将文献[1]导出的运动微分方程组进行离散，对空间域采用有限元方法，对时间域采用差分格式。     

气体轴承-转子耦合作用下离心机回转误差计算

针对精密离心机气体轴承-转子耦合系统,采用计算流体动力学方法计算径向、止推轴承的承载力;通过拟合方法获得考虑偏心和供气压力的气体轴承的承载能力非线性模型,并基于有限元法建立轴承-转子耦合作用下的动力学模型,对重力、不平衡量、非线性气膜力作用下的转子动力学进行耦合计算,得到不同偏心量下转子回转误差轨迹图。结果表明在不平衡量为3 kg·m时转子回转误差最大为1.03 μm,误差在μm级,满足10-6精密离心机的回转误差要求。     

磁悬浮主轴轴承间的耦合研究

分析了磁悬浮主轴轴承间的耦合现象 ,给出了磁悬浮主轴轴承间的耦合力矩的分布图。并且探讨了影响耦合力矩的几个参数对耦合强度的作用 ,并给出了其影响曲线。     

Dynamic response of large increased pressure wind tunnel rotor-gear coupling system with parallel misalignment

To study the misalignment of gear coupling, this paper analyzed the distortion of the tooth of gear coupling on the base of gear coupling ＇ s motion under parallel misalignment, and derived the specific expression of additive radial force, which produced by the rotor＇ torque. The motion differential equations of the large in- creased pressure wind tunnel rotor-gear coupling system were derived by the finite element method. Newmark integral method was applied to calculate the dynamic response of the system with parallel misalignment. The nu- merical results show that： under the effect of additive radial force, the static misalignment can arouse 2X frequency component lateral vibration; the dynamic misalignment can arouse2X,4X,6X multiple frequency components lateral vibration. The 2X frequency component is obvious. The additive radial force of the gear coupling can arouse lateral vibration with even multiple frequency components.     

正交异性双材料纯扭界面裂纹尖端场研究

通过复合材料断裂复变方法,构造特殊挠度函数,研究了受纯扭曲载荷作用的正交异性双材料界面裂纹尖端附近的断裂问题。在特征方程组的判别式都大于零的情形下,根据边界条件得到了两个八元齐次线性方程组,推出了含两个实奇异指数的应力函数。根据载荷条件,确定了自由未知量和待定系数,得到了界面裂纹尖端附近的弯矩、扭矩的计算公式。     

弹性管与输送介质多物理场耦合数值模拟

为了研究弹性管与输送介质的多物理场耦合作用,采用分域耦合方法,弹性管结构域离散成有限元,输送介质离散成有限体积,建立了弹性管与输送介质的多场耦合力学模型.根据界面位移协调和力平衡条件、以及温度和热流密度连续性条件,推导出流固界面信息传递方法和收敛判断准则.数值结果表明,弹性管与输送介质的多物理场耦合现象明显.     

化-力耦合本构关系及有限元方程

从化学势定义出发,结合热力学第一、二定律推导了等温过程的化-力耦合本构方程和化-力耦合控制方程.建立了化-力耦合系统的能量变分泛函.并证明该化-力耦合系统为封闭系统.利用加权残值法得到了控制方程的等效积分形式和有限元离散形式,为化-力耦合现象的数值模拟奠定了理论基础.     

发动机曲轴与正时系耦合动力学研究

为了研究发动机曲轴与正时系的耦合作用,建立曲轴的多弹性体动力学模型,得到了曲轴的扭转振动、曲柄臂圆角的动态应力以及主轴承的弹性流体动力学结果.单独建立了正时系的多体动力学模型,分析了同步带内力及带与各带轮的啮合力.通过联合仿真的方法将曲轴与正时系耦合起来,考虑曲轴正时带轮的力、力矩以及位移的相互作用,得到了曲轴与正时系的耦合动力学结果.结果表明：耦合作用下的曲轴扭振幅略有增加,第一主轴承所受弯矩的变化增加了最大油膜压力以及减小了最小油膜厚度,第一曲柄臂圆角最大应力增加了39%,而正时系动力学受曲轴的影响较小.曲轴扭振实验验证了耦合模型更符合发动机的实际工况.     

轮轨集总参数简化模型稳定性与分岔研究

基于轮轨集总参数简化模型,采用Hertz非线性接触理论模拟轮轨接触力,导出轮轨耦合非线性动力学模型的状态方程。利用自适应变步长Runge-Kutta法求解状态方程,可得到轮轨系统各部件位移、速度、加速度等随车辆运行速度的变化规律及车辆失稳的临界速度。数值结果表明,该方法不仅可以得出系统的失稳临界速度,而且可以观察到各部件的振动情况和失稳形态。     

考虑惯性力矩与剪切变形的曲梁面内自由振动微分方程的建立

振动微分方程的推导与建立是结构动力分析的关键.依据Timoshenko梁理论,计入惯性力矩与剪切变形的影响,通过联立几何变形协调方程与内力平衡方程,推导建立曲梁面内横向弯曲自由振动微分方程与曲梁面内轴向自由振动微分方程.研究结果为曲梁动力学研究提供一定的理论基础.     

Research on hydrokinetics characteristics of rotating pipe fluid in the crossed electric and magnetic field

Rotating pipes are the main components that canbe used in a range of rotating systems or machinery,in-cluding the rotor-cooling system of aero-engines,beltline of rotating machines or some material separated e-quipments.Recently,rotating pipe fluid has be…     

3-RSR并联机构的微分运动学及动力学分析

对3-RSR并联机构的微分运动学及动力学进行了分析,根据支链的结构特征建立了动平台的运动约束方程,以此为基础导出了3-RSR并联机构封闭形式的速度和加速度公式.通过在球铰处将机构拆开,并利用支链上部杆件及动平台与支链上部杆件组合运动链的力和力矩平衡关系确定了球铰处的约束力.最后,由支链下部杆件的力矩平衡关系得到主动关节驱动力矩的解析表达式.     

河流弯道蠕动的动量模式

本文运用动量和动量矩定理,建立了河流弯道水流对凹岸岸壁单位面积上的作用力和合力作用点位置的计算模式。模式中引入了一个与R/B和床沙摩阻系数有关的无量纲系数C_b,从理论上证明了当弯道R/B介于2～4之间时,蠕动速率取最大值。     

岩滩垂直升船机整体动力学建模与计算机仿真

利用子结构法将岩滩升船机的主传动系统分为若干个子系统 ,分别建立每个子系统的动力学模型 ,然后连接成整体动力学模型 .在建模过程中 ,将钢丝绳的僵性阻尼力矩和各轴承摩擦力矩按非线性处理放在力矩阵中 .采用Wilson -θ法计算求解动态响应 ,采用MATLAB5 .3编程 .对正常工况下 ,承船厢载水 1.8m从高点向低点启动运行工况进行了动力学仿真     

Bifurcation analysis for vibrations of a turbine blade excited by air flows

A reduced three-degree-of-freedom model simulating the fluid-structure interactions (FSI) of the turbine blades and the oncoming air flows is proposed. The equations of motions consist of the coupling of bending and torsion of a blade as well as a van der Pol oscillation which represents the time-varying of the fluid. The 1:1 internal resonance of the system is analyzed with the multiple scale method, and the modulation equations are derived. The two-parameter bifurcation diagrams are computed. The effects of the system parameters, including the detuning parameter and the reduced frequency, on responses of the structure and fluid are investigated. Bifurcation curves are computed and the stability is determined by examining the eigenvalues of the Jacobian matrix. The results indicate that rich dynamic phenomena of the steady-state solutions including the saddle- node and Hopf bifurcations can occur under certain parameter conditions. The parameter region where the unstable solutions occur should be avoided to keep the safe operation of the blades. The analytical solutions are verified by the direct numerical simulations.     

组合模型对受电弓横风气动特性的影响

针对受电弓-接触网和受电弓-接触网-列车2种组合模型,基于三维可压缩流动的纳维-斯托克斯(N-S)动量方程,采用剪切压力传输(SST k-ω)湍流模式和有限体积法,对2种组合模型中的受电弓在不同横风条件下的气动特性进行了数值模拟和对比分析,并讨论横风风速对受电弓气动载荷的影响,采用量纲分析方法,建立受电弓气动力、力矩系数与横风风速、风向角之间的关系表达式.结果表明：与不考虑列车车体的情况相比,车体的存在改变了受电弓绕流场特性,且对受电弓的气动阻力、升力和俯仰力矩的变化规律产生显著影响,对侧向力、倾覆力矩和侧偏力矩的影响相对较小.研究结果可为横风条件下高速列车受电弓的运行安全性及优化设计提供一定的依据.     

压电类智能结构耦合系统动力学分析

对压电类智能结构耦合系统动力学问题进行了分析,阐明了压电结构在外载(机械力或电场)作用下的力学特征、电学特征.从机电耦合弹性体的理论出发,运用Hamilton原理建立一般压电类智能结构耦合系统的动力分析模型,进行压电类智能结构耦合系统的有限元分析.以此为基础进行压电类智能结构耦合系统动力学分析:模态分析和瞬态动力分析.最后利用有限元分析软件ANSYS,对粘贴压电陶瓷片的压电悬臂板耦合效应进行模拟分析,进行了模态分析、瞬态动力学分析研究.说明了压电类智能结构耦合系统的动力学特性.     

电磁轴承耦合特性及电磁力分析

分析了电磁轴承测量耦合特性,给出了测量耦合计算公式,建立了考虑正交结构耦合影响情况下电磁力计算公式．分析结果表明：正交结构耦合力提高了系统的负刚度,正交耦合力的大小与控制电流无关,与气隙的变化量成正比;位置刚度系数与磁极分布角度无关,而电流刚度系数与磁极分布角度相关．     

弯扭耦合振动模型及重力影响因素初探

为了了解轴系的弯曲振动和扭转振动之间可能会产生的相互激励问题,导出了集中质量的轴系弯扭耦合振动的微分方程。由微分方程可知,弯曲振动之间的耦合因素是十分复杂的。为了逐步弄清弯曲和扭转振动之间发生耦合的条件,选择“重力”这一最简单的耦合因素进行分析,并得出了一些初步的结论。     

非惯性系下旋转柔性叶片的动力学分析

旋转柔性叶片是汽轮机关键零部件,针对叶片振动损伤问题,考虑经历大范围运动的柔性叶片刚性运动与弹性变形运动之间的相互耦合,应用哈密顿原理建立了旋转柔性叶片非线性动力学控制方程.考虑旋转离心惯性力的影响以及轴向变形与横向变形之间的耦合,基于假设模态法对方程进行离散,研究了不同转速下梁端部位移的响应.研究结果表明,刚性旋转运动对柔性叶片端部位移的响应具有明显的影响,并且由于离心力的存在,出现了动力刚化现象,文中所用方法及数值仿真结果可用于研究旋转柔性叶片的振动失效问题.