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旋转几何非线性复合材料薄壁梁的自由振动分析
被引量:
7
1
作者
任勇生
代其义
+1 位作者
孙丙磊
张纯金
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2013年第14期139-147,共9页
研究具有几何非线性的旋转复合材料薄壁梁的自由振动。梁的变形引入了Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(Variational-Asymptotical Method-VMA),导出旋转复合材料薄壁梁的非线性振动偏微分方程组。采用Gale...
研究具有几何非线性的旋转复合材料薄壁梁的自由振动。梁的变形引入了Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(Variational-Asymptotical Method-VMA),导出旋转复合材料薄壁梁的非线性振动偏微分方程组。采用Galerkin法将振动方程离散化为常微分方程组。借助于谐波平衡法(Harmonic Balance Method-HBM)建立自由振动的振幅-非线性固有频率关系方程。将上述方程化为非线性特征值问题,采用迭代算法进行求解。将所建立的旋转复合材料薄壁梁非线性自由振动分析模型和计算方法,应用于周向均匀刚度配置(Circumferentially Uniform Stiffness-CUS)构型复合材料薄壁梁,通过数值计算揭示了纤维铺层角、旋转速度对非线性振动固有频率-振幅关系的影响。
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关键词
非线性振动
几何非线性
复合材料薄壁梁
旋转梁
谐波平衡法
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职称材料
具有形状记忆合金丝的复合材料轴转子系统的振动与稳定性
被引量:
4
2
作者
任勇生
赵仰生
+1 位作者
安瑞君
代其义
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第3期136-143,共8页
提出具有SMA丝的复合材料轴-盘-刚性支承转子系统的数学模型,研究转子系统的振动与稳定性。将轴视为一个平行于轴线方向埋入SMA丝的薄壁复合材料空心梁,盘为各向同性刚性圆盘,轴位于刚性轴承上。基于变分渐进法(VAM)描述复合材料薄壁梁...
提出具有SMA丝的复合材料轴-盘-刚性支承转子系统的数学模型,研究转子系统的振动与稳定性。将轴视为一个平行于轴线方向埋入SMA丝的薄壁复合材料空心梁,盘为各向同性刚性圆盘,轴位于刚性轴承上。基于变分渐进法(VAM)描述复合材料薄壁梁的变形,基于Brinson热力学本构方程计算SMA丝的回复应力,采用Hamilton原理推导出系统的运动方程,采用Galerkin法进行模型离散化和近似数值计算。着重分析SMA丝含量和初始应变对复合材料轴振动固有频率和转子系统临界转速的影响。研究结果表明,所建立的动力学模型能够用于揭示SMA对转子系统的振动与稳定性的影响机理。
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关键词
形状记忆合金
复合材料轴
转子系统
振动与稳定性
下载PDF
职称材料
叠层复合材料圆柱壳的细-宏观阻尼特性预测
被引量:
2
3
作者
代其义
秦朝烨
褚福磊
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第7期202-207,296,共7页
研究了叠层复合材料圆柱壳的细-宏观阻尼特性。基于Reissner-Naghdi薄壳理论,给出了圆柱壳的振动微分方程,在分量变量的过程中,采用Haar小波级数表示轴向振型,Fourier级数表示环向振型,通过边界条件求解积分过程中出现的未知系数,进而...
研究了叠层复合材料圆柱壳的细-宏观阻尼特性。基于Reissner-Naghdi薄壳理论,给出了圆柱壳的振动微分方程,在分量变量的过程中,采用Haar小波级数表示轴向振型,Fourier级数表示环向振型,通过边界条件求解积分过程中出现的未知系数,进而得到用于分析圆柱壳自由振动特性的特征方程;基于单层混杂材料的细观力学阻尼计算方法和多胞模型,分别获得单层复合材料的等效阻尼特性和等效弹性特性,利用复模量法对复合材料圆柱壳的阻尼特性进行预测。通过与其他文献中阻尼预测的结果进行对比,验证了该研究所采用方法的有效性;进一步针对四种典型的边界条件,即固支-固支(C-C)、固支-简支(C-S)、简支-简支(S-S)、固支-自由(C-F)等边界,从细-宏观层面分析了纤维含量、环向波数、铺层方式和几何参数等因素对复合材料圆柱壳阻尼特性的影响规律。
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关键词
复合材料
圆柱壳
模态阻尼
复模量法
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职称材料
旋转复合材料薄壁轴的自由振动与稳定性
被引量:
5
4
作者
任勇生
代其义
张兴琦
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第1期59-66,共8页
提出了一个匀速旋转复合材料薄壁轴的动力学模型,研究了轴的自由振动特性与稳定性。从基于变分渐进法(VAM)的复合材料薄壁梁理论出发,在引入横向剪切变形的情况下,采用Hamilton原理推导出旋转坐标系下轴的自由振动控制方程,采用Galerki...
提出了一个匀速旋转复合材料薄壁轴的动力学模型,研究了轴的自由振动特性与稳定性。从基于变分渐进法(VAM)的复合材料薄壁梁理论出发,在引入横向剪切变形的情况下,采用Hamilton原理推导出旋转坐标系下轴的自由振动控制方程,采用Galerkin法进行模型离散化并编制了近似数值计算程序。揭示了铺层角、旋转速度、长径比、径厚比以及横向剪切对复合材料传动轴振动固有频率和临界转速的影响。计算结果表明:建立的模型能够用于计算旋转复合材料传动轴的动力学特性,通过对模型结果的收敛性验证以及与相关文献的计算结果进行比较,说明了模型的正确性。
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关键词
复合材料
旋转轴
自由振动
稳定性
伽辽金法
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职称材料
旋转复合材料薄壁轴的不平衡非线性弯曲振动
被引量:
2
5
作者
任勇生
张兴琦
代其义
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第3期150-155,共6页
研究几何非线性复合材料薄壁轴在偏心激励作用下的非线性振动特性。在轴的应变位移关系中引入Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(VAM)导出复合材料传动轴的拉-弯-扭耦合非线性振动偏微分方程组。为了着重研...
研究几何非线性复合材料薄壁轴在偏心激励作用下的非线性振动特性。在轴的应变位移关系中引入Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(VAM)导出复合材料传动轴的拉-弯-扭耦合非线性振动偏微分方程组。为了着重研究轴的横向弯曲非线性振动特性,在上述模型中忽略轴向变形和扭转变形,得到轴的横向弯曲非线性振动偏微分方程,其中考虑了黏滞外阻和内阻的影响。采用Galerkin法,将偏微分方程转离散化为常微分方程,在此基础上利用四阶Runge-Kutta法对常微分方程组进行数值模拟,获得位移时间响应图、相平面图和功率谱图,研究了外阻、内组、偏心距和转速对非线性振动响应的影响,发现旋转复合材料薄壁轴存在混沌运动。
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关键词
非线性振动
复合材料薄壁轴
旋转轴
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职称材料
不同边界条件下转动锥壳的参激失稳特性分析
6
作者
代其义
秦朝烨
+1 位作者
褚福磊
曹庆杰
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2020年第16期1-6,共6页
采用Haar小波方法结合Floquet指数法对不同边界条件下转动锥壳的参激振动稳定性进行了分析。基于Love一阶近似壳体理论,给出了周期性载荷作用下转动锥壳的动力学控制微分方程,采用Haar小波离散方法将其转化为具有周期性时变系数的Mathie...
采用Haar小波方法结合Floquet指数法对不同边界条件下转动锥壳的参激振动稳定性进行了分析。基于Love一阶近似壳体理论,给出了周期性载荷作用下转动锥壳的动力学控制微分方程,采用Haar小波离散方法将其转化为具有周期性时变系数的Mathieu-Hill型常微分方程组。考虑到Bolotin法不能应用于陀螺系统的参激失稳特性分析,以及多尺度法受限于小参数情形的事实,该研究采用了对参激系统普遍适用的Floquet指数法对转动锥壳的参激振动稳定性进行分析。通过与其他文献结果的对比,验证了所采用模型及稳定性分析方法的正确性。在此基础上,讨论了固支-固支、简支-简支、固支-简支和简支-固支等几种不同边界条件下转速和半顶角对转动锥壳不稳定区的影响。
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关键词
转动锥壳
参激失稳
边界条件
Floquet指数法
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职称材料
考虑剪切变形旋转运动复合材料薄壁梁的动力学特性
被引量:
3
7
作者
任勇生
代其义
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2014年第7期215-222,共8页
研究考虑横向剪切的旋转运动复合材料薄壁梁的动力学特性。采用变分渐进法描述位移和应变并且引入横向剪切变形的影响,由Hamilton原理推导出Timoshenko梁的动力学模型,采用Galerkin法对薄壁梁进行自由振动分析,并且将计算结果与现有的...
研究考虑横向剪切的旋转运动复合材料薄壁梁的动力学特性。采用变分渐进法描述位移和应变并且引入横向剪切变形的影响,由Hamilton原理推导出Timoshenko梁的动力学模型,采用Galerkin法对薄壁梁进行自由振动分析,并且将计算结果与现有的有限元计算结果进行对比,验证了该文动力学模型的有效性。进一步针对周向均匀刚度配置(CUS)的箱型和翼型薄壁梁进行固有频率的计算,揭示了纤维铺层角、转速和结构参数对薄壁梁动力学特性的影响。
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关键词
旋转梁
自由振动
复合材料
薄壁梁
伽辽金法
原文传递
题名
旋转几何非线性复合材料薄壁梁的自由振动分析
被引量:
7
1
作者
任勇生
代其义
孙丙磊
张纯金
机构
山东科技大学机械电子工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2013年第14期139-147,共9页
基金
国家自然科学基金(10972124
11272190)
+1 种基金
山东省自然科学基金(ZR2011EEM031)
山东科技大学研究生科技创新基金资助项目(YCA120331)资助项目
文摘
研究具有几何非线性的旋转复合材料薄壁梁的自由振动。梁的变形引入了Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(Variational-Asymptotical Method-VMA),导出旋转复合材料薄壁梁的非线性振动偏微分方程组。采用Galerkin法将振动方程离散化为常微分方程组。借助于谐波平衡法(Harmonic Balance Method-HBM)建立自由振动的振幅-非线性固有频率关系方程。将上述方程化为非线性特征值问题,采用迭代算法进行求解。将所建立的旋转复合材料薄壁梁非线性自由振动分析模型和计算方法,应用于周向均匀刚度配置(Circumferentially Uniform Stiffness-CUS)构型复合材料薄壁梁,通过数值计算揭示了纤维铺层角、旋转速度对非线性振动固有频率-振幅关系的影响。
关键词
非线性振动
几何非线性
复合材料薄壁梁
旋转梁
谐波平衡法
Keywords
nonlinear vibration
geometrically nonlinear
composite thin-walled beam
rotating beam
harmonic balance method
分类号
O326 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
具有形状记忆合金丝的复合材料轴转子系统的振动与稳定性
被引量:
4
2
作者
任勇生
赵仰生
安瑞君
代其义
机构
山东科技大学机械电子工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第3期136-143,共8页
基金
国家自然科学基金(11272190)
山东省自然科学基金(ZR2011EEM031)
文摘
提出具有SMA丝的复合材料轴-盘-刚性支承转子系统的数学模型,研究转子系统的振动与稳定性。将轴视为一个平行于轴线方向埋入SMA丝的薄壁复合材料空心梁,盘为各向同性刚性圆盘,轴位于刚性轴承上。基于变分渐进法(VAM)描述复合材料薄壁梁的变形,基于Brinson热力学本构方程计算SMA丝的回复应力,采用Hamilton原理推导出系统的运动方程,采用Galerkin法进行模型离散化和近似数值计算。着重分析SMA丝含量和初始应变对复合材料轴振动固有频率和转子系统临界转速的影响。研究结果表明,所建立的动力学模型能够用于揭示SMA对转子系统的振动与稳定性的影响机理。
关键词
形状记忆合金
复合材料轴
转子系统
振动与稳定性
Keywords
composite shaft
rotor system
vibration and stability
分类号
TH132 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
叠层复合材料圆柱壳的细-宏观阻尼特性预测
被引量:
2
3
作者
代其义
秦朝烨
褚福磊
机构
北京工商大学机械工程系
清华大学机械工程系
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第7期202-207,296,共7页
基金
中国博士后基金(2019M650054)。
文摘
研究了叠层复合材料圆柱壳的细-宏观阻尼特性。基于Reissner-Naghdi薄壳理论,给出了圆柱壳的振动微分方程,在分量变量的过程中,采用Haar小波级数表示轴向振型,Fourier级数表示环向振型,通过边界条件求解积分过程中出现的未知系数,进而得到用于分析圆柱壳自由振动特性的特征方程;基于单层混杂材料的细观力学阻尼计算方法和多胞模型,分别获得单层复合材料的等效阻尼特性和等效弹性特性,利用复模量法对复合材料圆柱壳的阻尼特性进行预测。通过与其他文献中阻尼预测的结果进行对比,验证了该研究所采用方法的有效性;进一步针对四种典型的边界条件,即固支-固支(C-C)、固支-简支(C-S)、简支-简支(S-S)、固支-自由(C-F)等边界,从细-宏观层面分析了纤维含量、环向波数、铺层方式和几何参数等因素对复合材料圆柱壳阻尼特性的影响规律。
关键词
复合材料
圆柱壳
模态阻尼
复模量法
Keywords
composite material
cylindrical shell
modal damping
complex modulus method
分类号
O323 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
旋转复合材料薄壁轴的自由振动与稳定性
被引量:
5
4
作者
任勇生
代其义
张兴琦
机构
山东科技大学机械电子工程学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第1期59-66,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(11272190)
山东省自然科学基金资助项目(ZR2011EEM031)
文摘
提出了一个匀速旋转复合材料薄壁轴的动力学模型,研究了轴的自由振动特性与稳定性。从基于变分渐进法(VAM)的复合材料薄壁梁理论出发,在引入横向剪切变形的情况下,采用Hamilton原理推导出旋转坐标系下轴的自由振动控制方程,采用Galerkin法进行模型离散化并编制了近似数值计算程序。揭示了铺层角、旋转速度、长径比、径厚比以及横向剪切对复合材料传动轴振动固有频率和临界转速的影响。计算结果表明:建立的模型能够用于计算旋转复合材料传动轴的动力学特性,通过对模型结果的收敛性验证以及与相关文献的计算结果进行比较,说明了模型的正确性。
关键词
复合材料
旋转轴
自由振动
稳定性
伽辽金法
Keywords
composite material
rotating shaft
free vibration
stability
Galerkin′s method
分类号
TB33 [一般工业技术—材料科学与工程]
TH133.2 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
旋转复合材料薄壁轴的不平衡非线性弯曲振动
被引量:
2
5
作者
任勇生
张兴琦
代其义
机构
山东科技大学机械电子工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第3期150-155,共6页
基金
国家自然科学基金(11272190)
山东省自然科学基金(ZR2011EEM031)
山东科技大学研究生科技创新基金项目(YC130210)资助项目
文摘
研究几何非线性复合材料薄壁轴在偏心激励作用下的非线性振动特性。在轴的应变位移关系中引入Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(VAM)导出复合材料传动轴的拉-弯-扭耦合非线性振动偏微分方程组。为了着重研究轴的横向弯曲非线性振动特性,在上述模型中忽略轴向变形和扭转变形,得到轴的横向弯曲非线性振动偏微分方程,其中考虑了黏滞外阻和内阻的影响。采用Galerkin法,将偏微分方程转离散化为常微分方程,在此基础上利用四阶Runge-Kutta法对常微分方程组进行数值模拟,获得位移时间响应图、相平面图和功率谱图,研究了外阻、内组、偏心距和转速对非线性振动响应的影响,发现旋转复合材料薄壁轴存在混沌运动。
关键词
非线性振动
复合材料薄壁轴
旋转轴
Keywords
nonlinear vibration
composite thin-walled shaft
rotating shaft
分类号
TH113 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
不同边界条件下转动锥壳的参激失稳特性分析
6
作者
代其义
秦朝烨
褚福磊
曹庆杰
机构
清华大学机械工程系
哈尔滨工业大学航天学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2020年第16期1-6,共6页
基金
中国博士后科学基金(2019M650645)。
文摘
采用Haar小波方法结合Floquet指数法对不同边界条件下转动锥壳的参激振动稳定性进行了分析。基于Love一阶近似壳体理论,给出了周期性载荷作用下转动锥壳的动力学控制微分方程,采用Haar小波离散方法将其转化为具有周期性时变系数的Mathieu-Hill型常微分方程组。考虑到Bolotin法不能应用于陀螺系统的参激失稳特性分析,以及多尺度法受限于小参数情形的事实,该研究采用了对参激系统普遍适用的Floquet指数法对转动锥壳的参激振动稳定性进行分析。通过与其他文献结果的对比,验证了所采用模型及稳定性分析方法的正确性。在此基础上,讨论了固支-固支、简支-简支、固支-简支和简支-固支等几种不同边界条件下转速和半顶角对转动锥壳不稳定区的影响。
关键词
转动锥壳
参激失稳
边界条件
Floquet指数法
Keywords
rotating conical shells
parametric instability
boundary conditions
Floquet exponent method
分类号
O323 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
考虑剪切变形旋转运动复合材料薄壁梁的动力学特性
被引量:
3
7
作者
任勇生
代其义
机构
山东科技大学机械电子工程学院
出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2014年第7期215-222,共8页
基金
国家自然科学基金项目(10972124
11272190)
山东省自然科学基金项目(ZR2011EEM031)
文摘
研究考虑横向剪切的旋转运动复合材料薄壁梁的动力学特性。采用变分渐进法描述位移和应变并且引入横向剪切变形的影响,由Hamilton原理推导出Timoshenko梁的动力学模型,采用Galerkin法对薄壁梁进行自由振动分析,并且将计算结果与现有的有限元计算结果进行对比,验证了该文动力学模型的有效性。进一步针对周向均匀刚度配置(CUS)的箱型和翼型薄壁梁进行固有频率的计算,揭示了纤维铺层角、转速和结构参数对薄壁梁动力学特性的影响。
关键词
旋转梁
自由振动
复合材料
薄壁梁
伽辽金法
Keywords
rotating beam
free vibration
composite
thin-walled beam
Galerkin method
分类号
TB33 [一般工业技术—材料科学与工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
旋转几何非线性复合材料薄壁梁的自由振动分析
任勇生
代其义
孙丙磊
张纯金
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2013
7
下载PDF
职称材料
2
具有形状记忆合金丝的复合材料轴转子系统的振动与稳定性
任勇生
赵仰生
安瑞君
代其义
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015
4
下载PDF
职称材料
3
叠层复合材料圆柱壳的细-宏观阻尼特性预测
代其义
秦朝烨
褚福磊
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021
2
下载PDF
职称材料
4
旋转复合材料薄壁轴的自由振动与稳定性
任勇生
代其义
张兴琦
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2015
5
下载PDF
职称材料
5
旋转复合材料薄壁轴的不平衡非线性弯曲振动
任勇生
张兴琦
代其义
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015
2
下载PDF
职称材料
6
不同边界条件下转动锥壳的参激失稳特性分析
代其义
秦朝烨
褚福磊
曹庆杰
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2020
0
下载PDF
职称材料
7
考虑剪切变形旋转运动复合材料薄壁梁的动力学特性
任勇生
代其义
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2014
3
原文传递
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