大尺寸矩形截面幂函数复合变幅杆的研究

利用传输矩阵法,计算得到了幂函数复合变幅杆一维纵振动的频率方程,并在此基础上运用表观弹性法分析了大尺寸矩形截面幂函数复合变幅杆,得到了考虑横向耦合振动后的谐振频率方程,最后利用有限元软件ANSYS对三组变幅杆进行了模态分析。结果表明:变幅杆谐振频率的计算值与模拟值符合得很好,与一维理论相比,考虑横向耦合振动的二维理论具有更高的精确度。

幂函数形复合变幅杆谐振频率的瑞利修正

在设计幂函数形复合变幅杆时,变幅杆的频率仿真值往往小于频率设计值;这种偏差会随着变幅杆截面尺寸的增加不断扩大。根据瑞利近似修正理论,对这种现象产生的原因进行了理论分析;理论推导了幂函数形复合变幅杆谐振频率的修正公式。借助有限元分析软件workbench对一组半径不同的变幅杆进行模态分析;获取不同半径变幅杆的谐振频率仿真值。按照修正公式,计算频率修正值。分析比较设计值、修正值与仿真值;结果表明,修正值与仿真值的变化趋势基本吻合。相对于设计值,修正值与仿真值的偏差更小。这对于大截面幂函数形变幅杆的理论设计有一定指导意义。

幂函数过渡段复合变幅杆振动特性的研究

利用传输矩阵理论法,得到了具有幂函数过渡段复合变幅杆的频率方程和振幅放大系数,并用数值计算分析了过渡段对谐振频率和放大系数的影响,最后利用ANSYS软件进行模态分析,其结果可为此类变幅杆的频率修正提供理论依据和参考。