应用有限差分法的轴向流作用下壁板的失稳分析

基于势流理论建立壁板流固耦合系统的连续型运动方程。采用有限差分法对连续型运动方程进行离散化,再把流场势函数用板的横向振动位移变量来表示,得到关于板的横向振动位移变量的控制方程。通过求解控制方程的广义特征值,对轴向流作用下壁板的稳定性进行分析。结果表明:两端简支模型发生屈曲失稳。给出了特定参数条件下壁板的屈曲失稳临界速度。     

轴向运动黏弹性梁：积分—偏微分非线性组合参数共振

研究了轴向运动黏弹性梁积分-偏微分非线性组合参数共振。变速轴向运动梁的黏弹性本构关系引入了物质时间导数,考虑了由均匀轴向运动梁变形的影响而导致梁轴向伸长而引起的附加力,并以轴向张力平均值代替梁上各点的精确值,梁的横向运动由积分-偏微分非线性控制方程描述。应用渐近摄动法直接求解梁的控制方程并导出了当扰动速度的频率接近未扰系统任意两个固有频率之和时所发生的组合参数共振的稳态响应和振幅方程。运用微分求积法数值求解简支边界的轴向变速运动黏弹性梁的非线性控制方程,通过修正权系数矩阵处理了简支梁边界条件中的二阶偏导数为零的项。计算结果显示了相关参数对梁的稳态响应影响,数值解验证了解析结果。     

轴向运动梁稳定性分析的通用有限元模型及应用

针对轴向运动梁系统的振动稳定性问题,建立了细梁和粗梁通用的有限元动力学模型。首先,采用三阶剪切梁理论,以一种2节点梁单元离散求解域,基于虚功原理建立了轴向运动梁系统动力学有限元方程。然后,在两端固支的边界条件下,用数值算例给出了系统前三阶复频率,与ANSYS软件计算结果进行对比,最大误差不超过1.7%,证明该建模方法对细梁和粗梁都有很高的计算精度。最后,探讨轴向运动梁振动稳定性的特点,指出稳定及失稳的速度区间,阐明了离心力和科氏力对振动特性的贡献。     

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.     

受迫振动梁方程的整体解

考虑线性阻尼效应和横向载荷作用,建立了一类轴向载荷和横向载荷作用下的振动梁方程,并利用Galerkin法,证明了该方程在非线性边界条件下整体解的存在唯一性.     

摩擦系数对轴向推力作用下碰摩转子振动特性的影响

推导建立了轴向推力作用下的碰摩转子非线性动力学方程。以转定子间摩擦系数为控制参数,对碰摩转子系统横向振动和轴向振动行为进行了数值仿真。分析表明:转子与定子间摩擦系数对转子系统横向振动和轴向振动特性的影响非常明显,摩擦系数越大,转子系统振动越复杂。随着摩擦系数的增加,转子系统由简单的周期振动突变为拟周期振动。增大摩擦系数,以转速比为控制参数的系统轴向振动的复杂运动区范围变大,且复杂运动区的振动幅值也有增大趋势。分析结果对旋转机械碰摩故障的识别提供了理论依据。     

轴向力作用下Timoshenko梁的横向振动

研究在轴向力作用下的Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的横向振动频率特性。利用瑞雷法得到任这界条件下的系统固有频率泛函方程,对于两边均为固定端约束的情形建立了频率方程,并分别讨论了轴向力、转动惯量和剪切变形对频率方程解的影响,进而得相应的固有频率。当轴向力为零时,利用幂级数展开原理,并忽略高阶小量,得到新的固有频率和文献「１」的计算结果完全相同,从而说明所得到的在轴向力作用下的Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的横向振劝     

轴向受压梁非线性随机最优电压有界控制

针对轴向受压细长结构容易在外界扰动下产生低频大幅振动的问题,基于几何非线性理论、压电耦合场理论和拉格朗日方程,推导表面贴附压电作动片的轴向受压梁的机电能量表达式,建立轴向受压梁的非线性随机振动压电主动控制模型;考虑压电作动器工作电压的限制因素,利用随机平均法和动态规划方程导出改进型的非线性随机最优电压有界控制策略. 该策略包括无界最优电压和bang-bang控制电压,因而较bang-bang电压控制律具有更好的连续性. 对简支轴向受压梁在多种情况下的非线性随机振动最优控制进行数值仿真,与bang-bang电压控制律进行比较,结果表明本研究导出的改进型电压控制律所需的压电作动器控制电压大幅下降,而振动控制效果略有降低.     

柔性梁横向振动控制的轴向脉冲力法

应用一种新颖的变刚度振动控制原理,提出了采用施加轴向脉冲力,对柔性梁在瞬态振动下的横向振动进行主动控制的方法,并对一根两端铰支梁受瞬态扰动的振动响应控制进行了数值真计算和模型实验。     

基于 WORKBENCH 的多直径刺针振动特性分析

针对刺针的横向振动域难以捕获及研究模型较少的问题,建立了轴向匀速平动悬臂梁横向振动理论模 型。该研究在气动动力源的边缘条件下,结合欧拉-伯努利梁理论和瞬态动力学原理,建立了刺针轴向运动偏 微分方程,取瞬时模态函数进行拟合求解,并利用 ANSYS-Workbench 软件对不同直径参数的刺针进行瞬态动力 学仿真,获取刺针的振动域变形偏移量及应力变化特征曲线,对所得振动域范围进行收敛性分析,并对刺针几 何参数的选择进行对比分析。通过理论分析与仿真计算得出：刺针的几何直径参数对横向振动特性影响较大; 随着几何直径增加,刺针瞬时振动域缩小, 振动频率不断增大,超过一定范围,振动域变化不明显;由刺针振 动规律得出该针刺机选择刺针的合适尺寸为 3.5mm-4mm。