扭转弹簧约束下输流管道在分布随从力作用下的稳定性

采用Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了扭转弹簧约束下输流管道的动力学方程,并利用伽辽金法(Galerkin method)方法将方程离散。通过对特征值的分析,研究了约束弹性刚度、质量比和分布随从力等参数对输流管道复频率特性和临界流速的影响。通过复频率随流速变化的曲线,分析不同参数下管道的稳定性。研究结果表明:随着扭转弹簧刚度增加,管道失稳时的临界流速明显提高;随着分布随从力增加,管道失稳时的临界流速明显减小。当扭转弹簧约束下的输流管道在受到分布随从力作用时,输流管道的失稳方式为发散失稳和颤振失稳。

附加质量悬臂柱次随从力作用下临界力的精确解

基于相应的微分方程,推导出了次随从力作用下端部附加质量悬臂柱临界力的精确公式,讨论了次随从力参数γ和与集中质量相关的参数η对临界力参数λc r的影响,绘制了γ和η对临界力以及临界力变化率的影响曲线,并对结果进行了分析,所得的结论与数值模拟的结论一致.

矩形薄板在随从力作用下的动力稳定性分析

本文用Levy法和有限差分法相结合,研究了两对边简支、另两对边为三种典型支承任意组合的六种弹性矩形薄板在切向均布随从力作用下的动力稳定性问题.通过数值计算,给出各种支承板的失稳形式及相应的临界载荷,并分析了泊松比、板的边长比对板的失稳形式及临界载荷的影响.

粘弹性梁在随从力作用下的动力稳定性

运用微分算子形式推导出了时域内同时考虑拉伸与剪切粘性及转动惯量的粘弹性梁在切向均布随从力作用下的统一屈曲运动微分方程,该方程具有广泛的通用性,适合于任一粘弹性模型。进而得到三参量模型粘弹性非保守梁的屈曲运动微分方程。采用幂级数法建立两端简支、两端固定和左端简支右端固定等支承条件下三参量模型粘弹性梁离散化的动力方程——复特征方程。通过拟牛顿法,得到了一阶复特征值的负实部(衰减系数)及虚部(衰减振动频率)与切向均布随从力的变化曲线。

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L1=0.4L处,随从力失稳临界值最大,梁的稳定性最高。

线性变厚度粘弹性矩形板在随从力作用下的动力稳定性

利用粘弹性微分型本构关系和薄板理论,对线性变厚度粘弹性矩形薄板建立了在切向均布随从力作用下的运动微分方程,采用微分求积法研究了在随从力作用下线性变厚度粘弹性矩形薄板的稳定性问题,具体对对边简支对边固支和三边简支一边固支条件下体变为弹性、畸变服从Kelvin-Voigt模型的变厚度粘弹性矩形板在随从力下的广义特征值问题进行了求解,分析了薄板的长宽比、厚度比及材料的无量纲延滞时间的变化对随从力作用下矩形薄板的失稳形式及相应的临界荷载的影响.

随从力作用下功能梯度矩形板的非线性振动

研究了切向均布随从力作用下简支FGM矩形板的非线性振动问题。按照材料组份体积分数的简单幂率分布规律,FGM板的材料常数仅沿厚度连续变化。由大挠度的von Karman理论建立了以应力函数和挠度函数表示的运动偏微分方程组,再由Galerkin法转化成非线性常微分方程。对随从力作用下的四边简支陶瓷/金属矩形板,讨论了随从力、梯度指标和边长比对板的动力特性的影响,得到了各种条件下板中心振幅与非线性基频的关系。

功能梯度材料圆板在随从力作用下的稳定性

研究了由陶瓷和金属两种材料组成的功能梯度材料(FGM)圆板在非保守随从力作用下的稳定性问题。假设功能梯度材料性质只沿板厚度方向并按成分百分比的幂指数形式连续变化。推导了问题的控制微分方程,打靶法数值求解所得非线性边值问题,获得了两种边界下功能梯度圆板的变形与无量纲随从力之间的关系曲线。讨论了材料梯度指数以及两种边界条件对过屈曲和弯曲行为的影响。数值结果表明,两种边界条件下,各向同性均匀圆板都发生传统意义上的屈曲,而FGM圆板在随从载荷下,当梯度指标P<0.1时发生屈曲,当P>0.1时只发生弯曲。结果显示,材料的梯度性质和边界条件对弯曲和屈曲行为都有重要影响。

中间线弹簧支承对随从力作用下矩形薄板稳定性的影响

研究了切向均布随从力作用下,带有中间线弹簧支承的矩形薄板的稳定性问题。建立了板的运动微分方程,利用微分求积法得到了复特征方程,给出了线弹簧支承板复频率与随从力的变化关系,以及线弹簧支承刚度对板失稳形式和临界值的影响。对随从力作用下带有中间线弹簧支承的四边固支矩形薄板的计算结果表明:当边长比为1时,发现存在一个临界线弹簧支承刚度值,当支承刚度小于该值时,板失稳为颤振失稳。当支承刚度大于该值时,板失稳为发散失稳;当边长比为2时,板失稳形式保持为发散失稳。

随从力作用下简支Kelvin模型粘弹性输流管道的稳定性分析

对随从力作用下简支Kelvin模型粘弹性输流管道的稳定性和动力特性进行了分析,对其振型微分方程采用小波-微分求积(DQ)法进行了求解。分别分析了随从力对简支弹性输流管道和简支Kelvin型粘弹性输流管道振动特性及稳定性的影响,然后分析了有随从力作用时无量纲粘滞时间以及质量比的改变对简支Kelvin型粘弹性输流管道振动特性及稳定性的影响。给出了各参数下无量纲流速与前二阶模态的无量纲频率实部及虚部的变化关系,比较分析了各参数对管道振动特性与稳定性的影响。

具有中间支座的杆在随从力作用下的稳定和振动

本文导出了具有中间支座的变截面杆在任意分布的切向随从力作用下的静力和动力稳定性分析的通用特征方程，并具体地分析了一端简支及一端固定的广义Ｂｅｃｋ杆、广义Ｌｅｉｐｈｏｌｚ杆、广义Ｈａｎｇｅｒ杆的静力失稳和颤振先稳之间的过渡值及相应的发散载荷、颤振载荷随中间支座的变化情况。

随从力作用下悬臂裂纹梁的稳定性分析

基于Adomian修正分解法研究悬臂裂纹梁的稳定性,悬臂梁的自由端具有弹簧支承和轴向随从力。将梁的裂纹模拟为无质量的等效扭转弹簧。通过Adomian修正分解法可以把裂纹梁的特征微分方程转换成递归代数公式,利用边界条件和裂纹位置的连续性条件推导得到该裂纹梁的量纲一固有频率及相应的振形函数解析表达式。通过与前人的计算结果比较,验证了所提方法的有效性。讨论裂纹位置和深度对颤振或屈服失稳的临界随从力的影响。讨论不同失稳形式时裂纹梁支承的临界弹簧刚度。数值计算结果表明,当裂纹位于悬臂梁固定端附近时,对梁的固有频率影响最大。研究还表明裂纹的存在有可能提高梁的稳定性。

切向均布随从力作用下的特殊正交各向异性矩形板振动特性

对于不同边界条件下受切向均布随从力的特殊正交各向异性矩形板,通过改变边长比,板的失稳临界值发生变化。建立受切向均布随从力的矩形板的运动微分方程,利用微分求积法得到复特征方程。通过求解复特征方程,得出矩形板振动复频率与随从力的变化关系,以及边长比对板失稳形式的影响。计算结果表明,固支能提高板的固有频率;简支能降低板的固有频率;自由边介于二者之间。对于cccc、cfcf、cfff以及csfs 4种边界条件的特殊正交各向异性板,当边长比β=a/b超过一定临界值时,在均布随从力作用下,其失稳形式从发散转为颤振。对于ssss,scsc及cscs 3种边界条件,无论β=a/b如何变化,其失稳形式保持发散不变。

随从力作用下薄膜的非线性自由振动特性研究

本文研究了切向均布随从力作用下运动印刷薄膜的非线性振动特性。基于Von Karman薄板理论推导出轴向运动薄膜非线性振动方程,应用Galerkin方法对振动偏微分方程组进行离散,利用数值法对微分方程进行求解,得到薄膜非线性振动的频率表达式。分析了不同初始条件下,随从力和无量纲运动速度对薄膜振动复频率的影响。该研究可为印刷机的设计、制造以及印刷机的稳定性提供理论指导。

含裂纹的抛物线型变厚度粘弹性板在随从力下的稳定性

研究了含裂纹的抛物线型变厚度粘弹性矩形板在切向均布随从力作用下的稳定性。对抛物线型变厚度裂纹Kelvin-Voigt模型粘弹性板的运动微分方程,用微分求积法建立其复特征值方程,求解了对边简支对边固支的含裂纹抛物线型变厚度粘弹性矩形板的广义特征值问题。数值计算表明,裂纹的存在会降低系统的稳定性,薄板的厚度比对在随从力作用下含裂纹的抛物线型变厚度粘弹性矩形板的临界荷载有很大影响。

均布切向随从力作用下粘弹性矩形薄板的动力稳定性

采用微分求积法,研究了对边简支对边固支和一边固支三边简支两种支承下非保守粘弹性板的动力稳定性问题。计算结果表明,薄板的长宽比和材料的无量纲延滞时间的变化对粘弹性板的失稳形式及相应的临界载荷影响较大。对于对边简支对边固支粘弹性板,当长宽比为1时,粘弹性板先发生发散失稳,然后发生模态耦合颤振失稳,而当长宽比为1.5和2时,粘弹性板只是发生模态耦合颤振失稳;对于一边固支三边简支粘弹性板,其失稳形式为颤振失稳,且颤振载荷随着长宽比的增大而明显增大。

随从力作用下热弹耦合轴向运动梁的稳定性

研究了切向均布随从力作用下热弹耦合轴向运动梁的稳定性问题。建立了热弹耦合轴向运动梁在随从力作用下的运动微分方程,采用归一化幂级数法,推导出了2种边界条件下热弹耦合轴向运动梁在随从力作用下的特征方程。计算了系统的前3阶量纲一复频率,分析了量纲一运动速度、量纲一热弹耦合系数和量纲一随从力等参数对梁的稳定性的影响。

受切向随从力作用的梯形板稳定性分析

对受切向均布随从力作用的梯形薄板,用仿射变换及Ritz 法得到了各种边界条件下的特征值问题的通用数值算法,并计算出了5 种边界条件下菱形板的一阶自振频率及发散载荷.

双参数地基上分布随从力作用下输流管道的稳定性

研究了Pasternak双参数地基模型基础上分布随从力作用下的两端固支输流管道的稳定性.建立了管道运动微分方程,并采用传递矩阵法对无量纲方程进行求解.通过研究双参数地基上输流管道的临界流速和复频率变化,分析了在四种不同地基刚度组合下,分布随从力、流速等对系统稳定性的影响.数值计算表明:地基刚度不变时,不同分布随从力和流速作用下系统的稳定性有很大的差别;在随从力和流速相同的情况下,地基刚度对系统稳定性有很大影响,且其中的剪切刚度比线性刚度的影响更加显著.

非均匀随从力作用下热弹耦合圆环板的动力特性分析

基于弹性小挠度薄板理论和考虑变形的热传导方程,采用达朗贝尔原理建立了非均匀切向随从力作用下的轴对称圆环板热弹耦合运动方程。采用微分求积法推导了特征方程,得到内边简支(固支)外边自由边界条件下前三阶量纲为一复频率的实部和虚部随随从力的变化曲线;分析了随从力变化系数、热弹耦合系数、内外半径比对圆环板横向振动复频率和稳定性的影响。数值计算结果表明:在其它参数一定的情况下,圆环板发生第1阶和第2阶耦合颤振失稳;相应的颤振失稳临界载荷随着热弹耦合系数和内外半径比的增大而增大,但随着随从力变化系数的增大而减小。