点支承对受随从力梁稳定性的影响

利用在梁的不同位置增加一定刚度的点支承,来提高随从力作用下梁的稳定性.建立随从力作用下点弹性支承梁的运动微分方程,利用微分求积法得到复特征方程.通过求解复特征方程,得出点支承梁复频率与随从力的变化关系,以及支承刚度对梁失稳形式的影响.计算结果表明,支承位置靠近自由端时,随着支承刚度的增加,梁的失稳形式由颤振转化为屈曲;支承位置靠近固定端时,随着支承刚度的增加,梁的失稳形式保持颤振;当刚性支承距离固定端大约处,随从力失稳临界值最大,梁的稳定性最高.     

裂纹悬臂梁的扭转弹簧模型及其实验验证

将含裂纹悬臂梁转化为由扭转弹簧联接两段弹性梁构成的连接体,得到理论计算含裂纹梁振动频率的特征方程。确立了求解裂纹梁固有频率的数值计算流程．计算得到了裂纹深度和位置变化时裂纹悬臂梁振动固有频率的变化规律。进行了裂纹悬臂梁的弯曲振动台架实验,验证了本文提出的扭转弹簧模型及固有频率数值计算方法的有效性。     

悬臂梁裂纹参数的识别方法

以梁振动理论作为基础 ,将含裂纹梁的振动问题转化为由弹性铰联接两个弹性梁系统的振动问题 ,得到理论计算含裂纹梁振动频率的特征方程。由此特征方程计算得到裂纹深度参数和位置参数变化时悬臂梁振动固有频率的变化规律。利用计算裂纹悬臂梁振动固有频率的特征方程 ,提出一种辩识裂纹深度和位置参数的数值计算方法。并通过对模拟悬臂梁裂纹的分析说明文中方法的有效性。     

悬壁梁裂纹参数的识别方法

以梁振动理论作为基础，将含裂纹梁的振动问题转化为由弹性铰联接两个弹性梁系统的振动问题，得到理论计算含裂纹梁振动频率的特征方程。由此特征方程计算得到裂纺深工参数和位置参数变化时悬臂梁振动固有频率的变化规律。利用计算裂纹悬臂梁振动固有频率的特征方程，提出一种辩识裂纹深度和位置参数的数值计算方法。并通过对模拟悬臂梁裂纹的分析说明文中方法的有效性。     

两端支承输流管道的稳定性和临界流速分析

推导两端支承梁弯曲振动的频率方程和振型函数的解析表达式。利用频率方程讨论两端扭转弹簧刚度变化对梁的前两阶弯曲振动特征值的影响。以两端支承梁的振型函数为假设振型导出两端支承输流管道在定常流作用下临界速度的解析表达式,为今后分析这类系统的动态响应提供理论依据。利用临界流速公式系统地分析和讨论扭转刚度、重力系数和轴向预紧力对管道临界流速的影响特性。研究结果表明,量纲一扭转弹簧刚度在0到50区间内变化时对临界流速的影响较大,但大于50时影响明显减弱。当重力系数和轴向预紧力增大时,临界流速也随着增大。一般而言,两端扭转弹簧刚度越大也会增大相应的临界流速值。     

含任意数目裂纹梁的振动分析

基于递推方法研究多种边界条件下含任意数目裂纹梁的振动分析。将梁的裂纹模拟为无质量的等效扭转弹簧。通过递推方法可以把裂纹梁的特征微分方程转换成递归代数公式,然后利用边界条件和裂纹位置的连续性条件推导可以得到该裂纹梁的无量纲固有频率以及相应的振形函数解析表达式。通过与参考文献中的计算结果相比较,验证了方法的正确性和有效性。文中还给出了具体的算例,计算出了简支梁的模态振型,并分别讨论了裂纹的数量和深度对于固有频率的影响。     

梁结构裂纹参数的识别方法

以Bernoulli-Euler梁振动理论为基础,引入断裂力学中能量释放率的概念,得到承弯梁出现横向裂纹时其固有频率的变化与裂纹参数的简化表达式,讨论梁裂纹参数、几何参数对固有频率的影响。利用这一表达式,提出一种识别裂纹位置和深度的数值方法,最后,用含裂纹等截面悬臂梁的实验验证所提方法。结果表明,在固有频率误差较小的情况下,文中方法可给出梁结构中裂纹位置和深度,可为更精确的局部探伤指出探测范围。     

工字截面梁轨结构裂纹损伤的小波有限元定量诊断

研究工字截面梁轨结构裂纹定量识别中的正反问题,即通过裂纹位置和深度求解结构的固有频率以及利用结构的固有频率,识别裂纹位置和深度.裂纹被看作为一扭转线弹簧,利用工字梁裂纹应力强度因子推导出线弹簧刚度,构造出结构的小波有限元刚度矩阵和质量矩阵,从而获得裂纹结构的前3阶固有频率.通过行列式变换,将反问题求解简化为只含线弹簧刚度一个未知数的一元二次方程求根问题,分别做出以不同固有频率作为输入值时裂纹位置与裂纹深度之间的解曲线,曲线交点预测出裂纹的位置与深度,试验结果验证算法的有效性.     

一端固定具有中间支承输流管道临界流速及稳定性分析

将微分求积法应用到5个边界条件下一端固定具有中间简支支承输流管道的横向振动问题研究中.基于输流管道的运动微分方程及边界条件,采用微分求积法进行离散化,获得由输流管道动力方程组及边界条件合成的矩阵表达形式.求解管道在不同中间支承位置处失稳时的临界流速.分析管道的失稳形式并发现在管道上存在一个特殊的位置ξl,逐渐增大流体流速到失稳临界值,当中间支承位置ξb<ξl时,管道先发生颤振失稳,而当中间支承位置ξb>ξl时,管道先发生发散失稳.研究发现输流管道的这个特殊位置随着管道材料与流体质量比的变化而不同,质量比越大,特殊位置ξl越靠近固定端.最后,讨论输流管道的质量比及轴向预紧力对发散、颤振失稳临界流速的影响.     

弹性支承输流管道的动力学特性

研究两端弹性支承输流管道横向振动的动力学特性。根据梁模型横向弯曲振动模态函数,由两端弹性支承的边界条件得到其模态函数的一般表达式。根据特征方程具体分析弹性支承刚度、质量比、流体压力和流速、管截面轴向力等主要参数对管道固有特性及失稳临界流速的影响。数值计算结果表明,管道固有频率随弹性支承刚度、管截面轴向拉力的增加而增大,随流体流速、流体压强和管截面轴向压力的增加而下降;静态失稳临界流速则随弹性支承刚度、流体压强、管截面轴向压力的增加而下降,随管截面轴向拉力的增加而上升。     

具有弹性支承输流管路的振动分析

为研究截面内流速不均以及弹性支承对输流管路振动问题的影响,利用伽辽金法对考虑了流动模型修正因子的具有弹性支承的两端固定式输流管路的振动微分方程进行了推导,得到了一般形式下输流管路强迫振动稳态响应的表达式。结果发现:流动形式为层流时管路的固有频率和临界流速均小于理想流动模型(平推流模型)的值;前者的发散临界流速比后者小约13.4%,与理论结果一致;固有频率随弹簧安置位置的增加而呈现振荡的变化,但始终大于无弹性支承时的值。该方法可作为设计支承形式的基础,可以推广用来研究其他类型管路的振动问题,并为设计人员提供精确的计算结果。     

液压油缸不同支承方式对起重机伸缩臂稳定性的影响

利用挠曲微分方程对伸缩臂的稳定性进行分析,给出了油缸在不同支承方式下伸缩臂临界载荷的解析表达式,并与结果进行比较.表明考虑油缸影响之后,伸缩臂的欧拉临界力增大了,吊臂稳定时的承载能力提高了；油缸支承在不同位置,失稳特征方程也不一样,在油缸不先行失稳的前提下,伸缩吊臂的承载力主要取决于吊臂的截面惯性矩及支承形式,与油缸的惯性矩无关;油缸支承位置越靠上,伸缩臂的抗失稳能力越强.     

密封和内阻尼对火箭发动机液氢涡轮泵转子系统动力稳定性的影响

考虑内阻尼的Timoshenko梁一轴有限元离散化转轴,用Muszynska密封力模型描述非线性密封流体激振力,建立实际火箭发动机液氢涡轮泵转子系统的非线性有限元模型。结合已有试验数据,结合打靶法和Floquet 理论研究该系统在刚性支承和柔性支承两种工况下密封和内阻尼对系统稳定性的影响。分析轴承阻尼、轴向雷诺数以及密封各参数在两种支承下对系统临界失稳角速度的影响。     

集中质量对悬臂梁振动模态影响的分析研究

通过实验测量和NASTRN有限元模拟软件模拟两种方法,分析研究了集中质量对柔性梁振动模态的影响。在有限元模拟时,分别比较了在不同大小的集中质量下和不同位置的集中质量下的悬臂梁的振动模态。在测量过程中使用加速度传感器和LMS测量系统,准确有效地测量了在集中质量下梁结构的固有频率。总结出悬臂梁的固有频率随集中质量的增大而减小,随集中质量到固定端距离的增大而减小的规律。     

含多条裂纹梁的模态与振动疲劳寿命分析

基于Paris公式,提出了一种含多条裂纹梁疲劳寿命预估的方法。在模态分析中,基于传递矩阵方法,利用无质量的弯曲弹簧等效裂纹,提出一种求解含有多条裂纹梁固有振型的方法,分析裂纹数目、裂纹位置、裂纹深度对裂纹梁固有频率的影响。在振动疲劳分析中,研究了在简谐激励作用下裂纹数目对裂纹尖端应力强度因子的影响。通过Paris疲劳裂纹扩展方程和同步分析法,考虑裂纹梁振动与裂纹扩展的相互作用,分析了裂纹数目和裂纹位置对裂纹梁疲劳寿命的影响。结果表明,裂纹数量、裂纹位置和深度对梁的模态参数和疲劳寿命有重要影响。     

伸展运动悬臂梁的稳定性分析

对匀速伸展运动悬臂梁的稳定性进行了研究。采用数值方法求解梁的运动微分方程,研究自由端处位移随时间变化的情况。提出了两种判断这类时变系统失稳的方式,一是瞬态特征值方法,通过分析特征值的实部和虚部来判断梁的失稳特性;二是刚度判定方法,由刚度随时间的符号变化判断梁的失稳特性。讨论了特征值及刚度随梁长度的变化的趋势,进而判定时变系统的稳定性。用这两种方法对运动微分方程分别取一阶截断和五阶截断进行了计算,并将两种方法进行对比,结果取得了很好的一致性。     

缝纫机旋梭轴转子动力学特性研究

针对缝纫机旋梭轴系高速运行不稳定的问题,计算了旋梭轴系的转子动力学,分析了失稳的原因,对旋梭轴系稳定性进行了理论分析,对旋梭轴转子动力学特性进行了仿真研究。首先,根据缝纫机转子瞬时位置及其受力情况,推导出了转子动力学方程,建立了旋梭轴系动力学分析模型;然后,在ANSYS Workbench软件中对刚性支承下旋梭轴系进行了转子动力学仿真分析,通过模态分析和不平衡响应分析,找到了旋梭轴系在工作转速内失稳的原因;最后,研究了旋梭轴径、支承位置、支承刚度、阻尼系数、轴向预紧力对旋梭轴系稳定性的影响,确定了满足使用工况的旋梭轴系结构和支承刚度范围。研究结果表明：缝纫机工作转速内有1个临界转速,影响了旋梭轴系的稳定性;增大轴径对提升临界转速的效果不明显;增加一个支承点,轴承刚度高于1 000 N/mm,轴套支承刚度高于100 N/mm,阻尼系数小于0.1,轴向预紧力小于100 N;旋梭轴系在工作转速内可以稳定运行。     

弹性支承转子临界转速分析

论述了六弹簧支承的转子系统在刚度Ｋ＝３ｋ时,在临界转速计算中的误差及原因,得出了控实测Ｋ计算临界转速与实测临界转速较为一致的结果。此外,认为弹性系数计算时还应考虑侧向刚度的影响以及临界转速计算时还应考虑阻尼对其有修正,并给出了修正公式。     

基于波传播和阻抗特性的裂纹梁损伤识别

基于结构振动波传播理论,讨论了在简谐力作用下,裂纹简支梁的弯曲波动解。为了描述由裂纹引起的梁中波传播的不连续特性,引入弯曲弹簧模型来模拟裂纹,并在此基础上提出了利用梁结构驱动点阻抗特性的裂纹损伤识别方法。以一裂纹简支梁为例进行了数值分析,得到了裂纹简支梁的驱动点阻抗特性曲线。从该曲线可以发现,梁的第一阶谐振频率和反谐振频率都随裂纹的出现而减小,并且频率减少量随裂纹尺寸的增大而增加。结合裂纹梁第一阶谐振频率与驱动点位置关系曲线,利用曲线上出现的突变点,准确地识别了梁的损伤状态和裂纹损伤位置。最后,利用已识别的裂纹位置和第一阶固有频率定量地识别了裂纹尺寸。     

疲劳裂纹对悬臂梁振动特性影响的理论分析

研究了疲劳裂纹对悬臂梁的固有频率及强迫振动响应的影响,使用余弦函数描述疲劳裂纹的开合过程。计算结果表明,疲劳裂纹不仅使悬臂梁的固有频率下降,而且引起非线性强迫振动响应。