层合薄壁圆柱壳1:1内共振研究

针对一端固定,一端自由的层合薄壁圆柱壳模型,根据Donnell’s非线性简化壳理论建立其非线性振动方程。采用Galerkin方法对非线性振动方程进行离散化,应用平均法对系统包含两个相邻轴向模态的非线性振动响应进行了解析分析,与数值模拟进行了比较,并得到了不同参数对层合薄壁圆柱壳复杂的振动响应的影响。结果表明,1)由于所选的两个相邻轴向模态频率相距较近,能量在两个模态之间相互传递,系统存在1∶1内共振现象;2)系统复杂的振动响应受激振力大小的影响比较大,而对于阻尼不敏感。

壳板凸肩叶片的分岔特性研究

研究壳板凸肩叶片的静态和全局动态分岔。应用Donnell’s简化壳理论建立了壳板凸肩叶片的非线性振动微分方程,并考虑了几何非线性、阻尼、凸肩接触面正压力、摩擦力等因素。运用伽辽金方法对非线性振动微分方程离散化,应用平均法对离散后模态方程组进行解析分析,获得系统主共振情况下的平均方程和分岔方程。利用奇异性理论,得到了系统的转迁集和分岔图。通过研究平均方程的全局行为,得到了壳板凸肩叶片系统参数在各区域变化时系统周期解的变化过程及其具有的非线性动力学特性。研究壳板凸肩叶片的分岔特性可以为壳板凸肩叶片系统的动力学优化设计以及稳定性控制提供理论依据。

凸肩叶片的非线性振动特性与运动分岔

以凸肩叶片作为研究模型,建立了考虑凸肩摩擦力,几何大变形与阻尼的非线性振动方程.采用Galerkin法对振动方程离散化,应用平均法对离散后模态方程组的非线性响应进行解析分析,得到了非线性幅频特性曲线,与数值解比较验证了解析解,并讨论了系统周期解的稳定性.用非线性振动理论详细研究了平均方程组的运动分岔现象,揭示了平均方程组周期解的变化过程及其具有的非线性动力学性质.解析结果表明,凸肩之间的摩擦对系统第二阶非线性振动特性影响很大.由于凸肩之间摩擦力方向的不断改变,系统第二阶非线性幅频特性曲线不连续,出现两个共振频域.随着时间的推移,系统振动的幅值会以T/4为周期在两个频域的幅频曲线上来回跳动,这会使叶片的振动响应大幅降低.

轴向运动层合薄壁圆柱壳内共振的数值分析

以轴向运动复合材料薄壁圆柱壳为研究模型,考虑其弹性模量随振动频率变化(动态弹性模量),据Donnell非线性扁壳理论及经典层合壳理论获得模型非线性振动微分方程。采用含四个广义模态坐标的位移展开式,利用Galerkin方法对振动微分方程离散化;用变步长四阶Runge-Kutta法对非线性模态方程组进行数值积分,研究复合材料圆柱壳1:1:1:1的内共振现象;讨论圆柱壳轴向运动速度、阻尼系数及外激励幅值对系统1:1:1:1内共振响应作用。

旋转薄壁圆柱壳振型进动的非线性振动特性

选取在工程上常用的悬臂旋转薄壁圆柱壳为研究模型,首先推导出考虑阻尼的振型进动因子,然后根据Donnell’s简化壳理论建立考虑科氏力,阻尼与几何大变形的非线性波动方程,采用Galerkin方法对波动方程进行离散化,得到模态坐标中相互耦合的三阶非线性微分方程组.应用Runge-Kutta法求解获得非线性幅频特性曲线,分析了不同模态组合下系统主模态(m=1,n=6,k=1)的共振响应.应用谐波平衡法对系统三阶非线性微分方程组解析分析,与数值解比较验证了解析解的正确性和有效性.最后分析了动力系统的运动稳定性.结果表明,节径数n和频率倍数k对于主模态共振响应的影响很小,而轴向半波数m对主共振的影响则相对较大,因此只需选取相邻的两个轴向模态(M=2)即可较为简洁,准确的描述主共振响应;谐波平衡法可以很好的解决三阶微分方程组的非线性问题,并且能够达到较为满意的精度.

弹性膜盘联轴器盘面曲线的设计与有限元分析

针对膜盘联轴器高转速、高扭矩的工作状态,给出在扭矩作用下,盘面断面的近似等强度曲线。根据联轴器在工作状态时的变形特点,并结合其固有频率,推导联轴器最薄处的厚度。

基于多元L-P法的复合材料圆柱壳内共振分析

以不同材料构成的复合材料圆柱壳作为研究模型,考虑几何非线性,动态弹性模量等因素,根据Donnell’s简化壳理论及经典层合壳理论建立其非线性振动方程。采用Galerkin方法对振动方程进行离散化,应用多元L-P法求解了系统包含两个相邻轴向模态的非线性振动响应,得到了反映复杂内共振的幅频特性曲线,表明能量在两个模态之间相互传递,彼此影响牵制,系统存在1∶1内共振现象。最后利用多尺度法与多元L-P法所得结果进行比较,得到了相同的结论。