多自由度参激系统稳定性分析的数值解法

现有参激系统的动力稳定性问题研究主要集中在主不稳定区域上。为获得组合不稳定区域,基于Floquet方法,采用Bolotin方法在不同周期数下设解形式,结合特征值分析法得到确定多自由度参激系统动力不稳定区域的数值解法。对一个两自由度受周期轴向力的旋转轴系算例的稳定性分析,发现通过增加设解近似项数可获得高阶不稳定区域,且各阶不稳定区域边界随近似次数的增加逐渐趋于稳定,此外,增大阻尼可使各不稳定区域边界变得更加平滑。本文方法可用于一般多自由度周期参激阻尼系统,是一种简明易操作的直接数值解法。

一个实用的结构动力失稳判别标准

提出了一个实用的结构动力失稳判别标准。标准直接建立在Ｂｏｌｏｔｉｎ动力稳定基本方程之上，具有一般性。算例验证了本文判别标准的可靠性和实用性。

Size-dependent sinusoidal beam model for dynamic instability of single-walled carbon nanotubes

In this study, a model for dynamic instability of embedded single-walled car- bon nanotubes （SWCNTs） is presented. SWCNTs are modeled by the sinusoidal shear deformation beam theory （SSDBT）. The modified couple stress theory （MCST） is con- sidered in order to capture the size effects. The surrounding elastic medium is described by a visco-Pasternak foundation model, which accounts for normal, transverse shear, and damping loads. The motion equations are derived based on Hamilton＇s principle. The differential quadrature method （DQM） in conjunction with the Bolotin method is used in order to calculate the dynamic instability region （DIR） of SWCNTs. The effects of differ- ent parameters, such as nonlocal parameter, visco-Pasternak foundation, mode numbers, and geometrical parameters, are shown on the dynamic instability of SWCNTs. The re- sults depict that increasing the nonlocal parameter shifts the DIR to right. The results presented in this paper would be helpful in design and manufacturing of nano-electromechanical system （NEMS） and micro-electro-mechanical system （MEMS）.

波动钻压下阶梯钻柱系统稳定性研究

处于狭长井筒中的钻柱,其动力响应受到钻具组合、内外钻井液流动以及钻井参数等因素的影响,钻柱动力失稳导致的剧烈振动是井壁坍塌和钻具失效的重要原因.考虑到钻杆和钻铤在刚度和线密度上存在很大的差别,论文将钻柱简化为单阶梯输液管柱,钻井液沿着钻柱内部向下泵入并从环空返回地面.耦合考虑钻柱自重、随时间简谐变化的波动钻压、稳定器以及钻井液的水动力和阻尼力,建立了直井中钻柱横向振动的解析模型.利用有限单元法离散为四阶常微分方程后,采用Bolotin法得到临界频率方程确定系统的不稳定区范围,研究了钻压、钻杆长度、稳定器安装位置、钻井液的流速和密度等参数对系统稳定性影响的机理.研究表明:钻压的平均值和波动幅值都是钻柱失稳的驱动因素,而系统的稳定性对处于受拉状态的钻杆的长度变化不敏感.在论文所研究的参数范围内,降低钻井液流速和密度、下移稳定器的安装位置均有助于增强系统的稳定性.