【摘 要】
:
旋转叶片广泛应用于航空、航海及动力机械等工程领域,如船用螺旋桨、汽轮机叶片、飞机螺旋桨、风力发电装置叶片等,旋转叶片是动力机械中非常重要的零部件之一。一般将大纵横比的叶片考虑成有预安装角、预扭转角的悬臂梁可以从宏观上研究旋转叶片的振动规律,但是若是在振动的过程中考虑高阶振动,Euler-Bernoulli的精度往往不够,所以把梁模型考虑成Timoshenko梁效果会更好一些。本文在建模的过程中,考
【机 构】
:
北京工业大学机电学院,北京 100124;机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室,北京100124
【出 处】
:
第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
论文部分内容阅读
旋转叶片广泛应用于航空、航海及动力机械等工程领域,如船用螺旋桨、汽轮机叶片、飞机螺旋桨、风力发电装置叶片等,旋转叶片是动力机械中非常重要的零部件之一。一般将大纵横比的叶片考虑成有预安装角、预扭转角的悬臂梁可以从宏观上研究旋转叶片的振动规律,但是若是在振动的过程中考虑高阶振动,Euler-Bernoulli的精度往往不够,所以把梁模型考虑成Timoshenko梁效果会更好一些。本文在建模的过程中,考虑了多方面的影响,建立了一个全面恰当的模型,将旋转梁模型考虑成了带有预安装角、预扭转角、锥度比的Timoshenko梁,还考虑了离心力、科氏力的影响,引入四个欧拉角,通过坐标转换关系来描述旋转Timoshenko梁在非惯性旋转坐标系下的自由振动问题,基于精确的几何关系,通过哈密顿原理建立在非惯性旋转坐标系下的三个位移和三个角度的偏微分方程和边界条件。通过幂级数展开法对旋转Timoshenko梁进行频率和模态分析,并研究了轮毂半径、长细比、预安装角、预扭转角、锥度比、转速等因素对固有频率和模态的影响。
其他文献
本文基于含上部隔振机构的螺栓法兰连接结构简化动力学模型,通过蒙特卡洛数值模拟分析研究了高斯白噪声横向激励作用下此类螺栓法兰连接结构的稳态随机响应.该结构中的螺栓法兰连接结构通过拉压不同刚度的弹簧表征,而上部结构中含缓冲机构的部分则用双线性滞迟系统或Bouc-Wen滞迟系统描述,可用于对航天器对应舱段结构动力响应的快速计算.本文具体研究了不同横向激励载荷作用位置(载荷作用点到连接面的距离)、不同滞迟
工程实际中存在许多具有拉压不同刚度的结构,并且由于结构动力学方程的高度非线性而难于求解,所以关于拉压不同刚度结构的振动控制研究已越发受到相关学者的关注。本文首先基于参变量变分原理并联合结构有限元理论,将具有拉压不同刚度的非线性结构动力学问题转化为线性互补问题,并建立拉压不同刚度结构的动力学统一方程;然后基于瞬时最优控制思想,提出拉压刚度不同结构的结构瞬时最优控制算法,避免数值求解过程对拉压不同状态
本文提出一种基于Hilbert Vibration Decomposition(HVD)分解的压电振动能量采集器的非线性辨识方法,该方法无需预先设定非线性形式。利用希尔伯特变换将采集器控制方程改写为解析信号方程,得到待识别参数的方程组。接着,通过希尔伯特变换得到采集器输出响应的包络和瞬时频率序列。由于非线性振动能量采集器的响应为非线性非平稳信号的,引入HVD分解将响应信号分解为若干分量,逐一得到分
高超声速火箭橇的数学模型属于非线性非自治动力学模型,对其运动稳定性的研究几乎空白。本文基于非线性非自治多刚体运动稳定性的量化理论——互补群群际能量壁垒准则,对某型号高超声速火箭橇进行了运动稳定性的量化分析。首先对该型号火箭橇模型的全部动态方程进行完整的数值仿真,再将全部受扰轨迹以穷尽方式分解为互补两群,用两群各自等值惯量中心的等值轨迹构成等值非自治两刚体相对运动的受扰轨迹,在每一种互补划分方式所对
非线性能量汇(Nonlinear energy sink,NES)为一种有效的振动抑制装置,主要由非线性弹簧、阻尼以及质量块构成。在工程实际中,非线性弹簧可以通过一根拉紧的弦线来实现,质量块通过阻尼片悬挂在拉紧的弦线上,构成了非线性能量汇装置。理论计算上拉紧的弦线产生的力是没有线性项的,然而,实际实验过程中发现由拉紧的钢丝绳构成的非线性能量汇系统中有着线性项的影响。在此基础上,本文研究了被用作非线
规范形的理论主要基于常微分方程动力学性态和非线性变换理论。由于它能在平衡点或周期解运动解附近最大限度的化简常微分方程,并且保持原方程的拓扑不变性,因此成为研究微分动力系统的重要手段,也成为数学物理工作者广泛关注的课题之一。目前,由于规范形理论的研究与实际应用正朝着高维的方向发展,规范形的计算变得更加复杂,利用现有的计算机数学软件研制出高效实用的计算机程序成为一项必不可少的任务。因此,本论文编制出了
在工程实际中,许多系统的轴向速度和轴向张力并不是恒定的,它们随时间的变化而改变且相互影响。因此,本文在轴向变张力的基础上,研究了轴向变速运动黏弹性板横向非线性振动特性及其稳定性,同时考虑了粘性阻尼的因素。分别采用近似解析和数值模拟两种方法分析了轴向变速运动黏弹性板的参数共振。首先根据能量法,采用广义哈密尔顿变分原理推导出了轴向变速运动黏弹性板横向振动的控制方程和相应的非齐次边界条件,黏弹性本构关系
在高速旋转机构中,叶片担负着能量转化的重任,其工作可靠性直接影响整个机械结构的正常运行和安全寿命,因此对旋转机构叶片建立恰当的动力学模型并进行相应分析非常必要。本文将高速旋转的叶片简化为空间Euler-Bernoulli梁结构,考虑旋转过程中的刚度效应并应用冯卡门应力应变理论得到梁的动能与势能,利用哈密顿原理推导出Euler-Bernoulli梁的拉伸-弯曲-弯曲振动方程。所得方程中轴向振动与弦向
钻柱是钻井最基本的工具,是石油工业中用量大、质量要求高的管材,由于钻井内的情况十分复杂,钻柱工作时的振动问题更是不可避免,每年国内外都会发生大量由于振动导致钻柱失效的事故,严重影响钻井的正常工作,造成重大经济损失。因此钻柱结构的动力学特性具有很大的研究价值。经典的陀螺连续体包括轴向运动和旋转结构。轴向运动的陀螺效应是在同一运动方向的模态函数之间的耦合项。旋转结构是运动的两个不同方向的陀螺耦合。在本
齿轮是机械设备中应用最广的机械部件之一,齿轮系统常用于减速并提高可用转矩,改变能量的传输方向等。随着大惯量负载在空间驱动机构中的广泛应用,大惯量对空间飞行器设计的寿命、可靠性、安全性等方面带来了新的问题和挑战。针对某型号大惯量负载空间驱动机构产生的时变、非线性扰振问题,以两级直齿轮减速机构为研究对象,建立综合考虑时变刚度、齿型和齿距误差、齿侧间隙的非线性时变动力学模型。运用ADAMS进行动力学仿真