磁场中轴向变速运动载流梁的参强联合共振

研究磁场环境中轴向变速运动载流梁在简谐激励作用下的参强联合共振问题,应用弹性力学理论、电磁场基本理论以及哈密顿变分原理,得到轴向变速运动载流梁的非线性磁弹性耦合振动方程。利用伽辽金积分法对其进行时间变量和空间变量的离散化,进而运用多尺度法以及坐标变换的方法求得系统主共振-主参数共振的幅频响应方程。通过算例,得到了系统随不同参数变化的幅频响应曲线图、时间历程图、相轨迹图、庞加莱映射图和共振系统的动相平面轨迹图,分析了轴向速度、轴向拉力、磁感应强度、电流密度及强迫激励对系统主共振-主参数共振特性的影响,结果表明系统呈现典型的非线性振动特征和复杂的动力学行为。

两平行导线间轴向运动载流梁的非线性主共振

研究轴向运动载流梁在两平行导线产生磁场中的主共振问题。给出两平行导线间载流梁处磁感应强度及所受电磁力表达式,推得轴向运动载流梁的横向振动微分方程。应用伽辽金积分法,得到轴向运动梁无量纲化的非线性振动微分方程。采用多尺度法进行求解,得到系统关于前两阶模态非线性方程的近似解析解以及主共振幅频响应方程。通过算例,得到了轴向运动载流梁共振幅值随调谐参数、载流电流密度、导线电流和位置的变化关系曲线图。结果表明,各相关物理和几何参数的改变对系统共振特征有较大影响,且非线性振动特征较为明显。

轴向运动载流梁磁弹性强迫振动分析

研究轴向运动载流梁在磁场环境下的磁弹性强迫振动。首先推出系统的动能、势能以及电磁力的表达式,进而应用哈密顿变分原理推出轴向运动载流梁在磁场环境中的磁弹性强迫振动方程。依据设定的位移函数,应用伽辽金积分法分别推出轴向运动载流梁在3种不同边界约束条件下的强迫振动微分方程,并对方程进行求解。通过算例,绘制出不同边界条件下轴向运动载流梁的频率变化曲线图、响应图和相图,分析磁场、电流密度以及轴向运动速度等对振动特性的影响。

载流梁的热磁弹性理论创新及在元器件研制中的应用

为研究载流梁在电磁场和温度应力共同作用下的影响机理,分析系统参数对载流梁振幅的影响规律,应用动力学方法建立载流梁的非线性热磁弹性理论模型,并求得了主共振幅频响应方程。研究结果表明:当温度、磁场强度、长度、横截面积达到特定值时,系统振幅会大幅增加,研究结果为载流电磁元器件研制中的可靠性、灵敏性设计及运行稳定性提供支持。

载流梁的热磁弹性3次超谐共振

在磁弹性动力学理论的基础上,应用动力学方法建立电磁场和温度场联合作用下的载流梁的非线性热磁弹性振动方程。应用非线性振动的多尺度法,求得了系统受Lorentz力和温度影响共同作用的3次超谐共振幅频响应方程,并对其进行了数值计算,研究电磁场、温度变化、电流、几何参数等参数对载流梁3次超谐共振响应曲线的影响。结果表明:当温度、磁场强度、长度、横截面积达到特定值时,系统振幅会大幅增加。

载流梁在磁场中的变形计算

研究载流弹性梁在外加磁场中的磁弹性变形问题。用两种方法分析计算了载流梁磁弹性变形的挠度，给出了考虑耦合效应时磁弹性梁挠度的表达式，通过对计算结果的分析比较发现：忽略耦合效应的分析方法得到的结果有时大于耦合模型的结果，有时小于耦合模型的结果。对复杂结构的磁弹性变形问题，要得到问题的准确解则必须采用耦合型的分析模型。

载流梁在磁场中的横向固有振动分析

在考虑结构变形对电磁场的影响基础上,假设载流梁的变形为小变形,把变形后载流梁中的电流方向改变看成是电流矢量的刚性旋转,建立了载流梁在磁场中的横向固有振动控制方程.方程表明载流梁在磁场中的横向固有振动是一个典型的非线性问题.采用摄动法求得了其近似解,得到了载流梁在磁场中的横向固有振动频率及位移解析表达式.并通过实例计算讨论分析了导线与载流梁间距、载流梁的电流与导线电流的方向及大小、载流梁梁长及其半径等因素对载流梁横向固有振动的影响,得到了一些有价值的结论.

载流梁的热磁弹性振动分析

在弹性梁与磁弹性力学理论的基础上,应用动力学方法建立电磁场和温度场耦合作用下的载流梁的非线性热磁弹性耦合振动方程。应用Galerkin法导出了系统受电磁力和热力共同作用的非线性振动微分方程组。通过数值计算,给出了不同系统参数下的系统振动的时程图和相图。

含载流梁传感器元件的共振特性研究

为研究电磁场和温度场耦合作用下的含载流梁传感器件的非线性热磁弹性动力学行为,在弹性梁与磁弹性力学理论的基础上,应用动力学方法建立了系统耦合振动方程。应用非线性振动分析方法,针对非线性强弱求得了系统受Lorentz力和热力共同作用的1/3次亚谐共振情况的一次近似解以及对应的定常解,对其进行了数值计算,当电磁场、温度场、电流、调谐值等参数控制在合理范围内,可以有效抑制共振的发生。在研制电磁元器件时,将这些参数控制在合理范围内,可以保证元器件的工作安全可靠,抑制共振的发生;若电磁元器件做为关键零部件制作传感器时,参数选取合理,会增加传感器的灵敏度及可靠性。

移动载荷作用下轴向运动载流梁的参强联合共振

研究磁场环境中移动载荷作用下轴向运动梁的磁弹性参强联合共振问题.以轴向运动载流梁为研究对象,建立横向磁场中受移动载荷作用下梁的力学模型.应用Hamilton(哈密顿)原理,得到梁的非线性磁弹性振动方程.利用Galerkin(伽辽金)积分法和多尺度法,推得以移动载荷为变量的幅频响应方程.通过数值计算,绘制了振幅随调谐参数、拉力扰动幅值、移动载荷、磁感应强度的变化规律曲线图,分析了电流密度、磁感应强度、移动载荷等变量对参变系统动力学特性的影响.结果表明:系统呈现典型的参强联合共振特性;移动载荷、磁感应强度能够起到抑制共振幅值多值现象的产生.