【摘 要】
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开展对舰载雷达天线方位轴在随机不确定风载作用下的动力学建模与分析研究.首先,考虑方位轴的质量偏心、转动时受到的轴承摩擦载荷以及上层天线结构的转动惯性载荷,运用集中质量法建立方位轴的弯扭耦合动力学模型;然后,基于雷达天线实际工况特点,建立海洋风速模型与雷达天线的随机不确定性风载模型,并将其等效作用于方位轴上,由此建立方位轴在随机不确定性风载作用下的非线性弯扭耦合动力学模型;最后,结合雷达天线方位轴的
【机 构】
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浙江大学机械工程学系,现代制造工程研究所流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州310027
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开展对舰载雷达天线方位轴在随机不确定风载作用下的动力学建模与分析研究.首先,考虑方位轴的质量偏心、转动时受到的轴承摩擦载荷以及上层天线结构的转动惯性载荷,运用集中质量法建立方位轴的弯扭耦合动力学模型;然后,基于雷达天线实际工况特点,建立海洋风速模型与雷达天线的随机不确定性风载模型,并将其等效作用于方位轴上,由此建立方位轴在随机不确定性风载作用下的非线性弯扭耦合动力学模型;最后,结合雷达天线方位轴的结构及材料属性参数,利用Monte Carlo模拟方法,求得其方位轴的动力学响应,并进一步分析实际工况下随机不确定性风载对方位轴动力学特性的影响.
其他文献
研究了一维六方准晶带型体中有限裂纹的反平面问题.利用积分变换法,将复合边值问题转化为对偶积分方程组,然后通过对偶积分方程的求解方法,获得了裂纹尖端声子场和相位子场的应力,应变,位移和场强度因子的显示解析式.利用保守定律得到的与路径无关的J积分等于能量释放率,可用作断裂准则.
当二维准晶材料特征根互异时,从二维六方准晶弹性通解出发,对圆锥顶端作用集中力偶必的扭转问题,轴向集中力P2的压缩问题,切向集中力Px和集中力偶My的弯曲变形问题,用一些调和函数的线性组合分别构造了势函数,并根据边界条件求出了势函数中的待定系数从而确定势函数,再将势函数代入通解分别得到二维准晶圆锥顶端作用集中载荷时的声子场和相位子场的位移,应力的三维解析解.
研究了不同应力比R下近门槛区裂纹扩展速率之间的关系,表明应力比R对近门槛区裂纹扩展速率和裂纹稳定扩展区裂纹扩展速率的影响可以表示成统一的形式,即da/dN=C(△Keft-△Kc th,0)m,其中△Keff=△K(1-R)-a或△Keff=(Kmax)α(△K+)1-α,△Kc th,0为裂纹萌生门槛值,C,m,α为与材料有关常数.
采用旋转弯曲疲劳试验机研究了欧洲标准高速列车车轴钢25CrMo4的高周,超高周疲劳行为.分别采用淬火+低温回火,淬火+高温回火和正火3种不同的热处理方式对试样进行热处理,得到回火马氏体,回火索氏体和铁素体+珠光体3种不同的微结构.通过旋转弯曲疲劳实验,发现3种微结构的车轴钢25CrMo4均未出现类似于高强钢的双线型或阶梯状S-N曲线,而是在某一应力水平下,直至l×108周次也未出现疲劳断裂.
研究了304奥氏体不锈钢在不同疲劳载荷作用下的裂纹萌生和小裂纹扩展机制.实验采用单边缺口拉伸试样,应力水平分别为330,350和370 MPa.实验结果表明,小裂纹扩展速率随裂纹长度的变化曲线不受载荷水平的影响.晶界为裂纹萌生点,并且在小裂纹的扩展中具有重要作用.一旦小裂纹长度达到临界尺寸0.2mm,裂纹会快速扩展,最终导致断裂.
考虑组分材料的任意分布,研究黏弹性梯度材料中的Ⅰ型与Ⅱ型复合裂纹问题.定义Laplace变换域中裂纹的应力强度因子,周向拉应力,能量释放率及应变能密度因子.基于Mori-Tanaka方法预测梯度材料的等效松弛模量,在象空间中采用梯度有限元法求解裂纹问题,由裂纹张开位移得到Ⅰ型与Ⅱ型应力强度因子,在此基础上通过解析式计算周向拉应力,能量释放率及应变能密度因子.
研究一端固支、自由端加厚且竖直放置的悬臂梁结构,用电磁作动器来控制悬臂梁自由端的振动.首先分析研究控制下的悬臂梁结构在中低频冲击激励下的关键位置的动态响应.然后识别固支端的平动刚度与转动刚度、电磁作动器支承处的刚度与阻尼.
当驱动与响应两系统的参数都未知时,设计了对外界干扰具有强鲁棒性的自适应滑模控制器,实现了异结构混沌系统的广义投影同步.首先给出了滑模面,使得受控系统在此面上随着时间的演化渐进稳定;接着将自适应和李雅普诺夫理论相结合,设计了自适应滑模控制器以确保滑模运动的出现;在控制器设计中,将传统方法法中常用的不连续的sign函数用连续的tanh函数代替,从而避免了系统出现的抖振现象.
通过实验的方法,探讨了大长径比圆柱体在均匀来流作用下的行波振动特性.着重研究了涡激振动响应中的行波比随流速和张力两个参数的变化规律.在实验流速范围内,行波比不随流速的增大而增大,而是在一定值附近波动;不同的预张力使模型的自振频率发生改变,但对行波比的影响并不显著.
综合运用结构动力学和随机动力学等相关理论与方法来开展研究.首先,采用集中质量法对风力发电机主轴系统进行确定性动力学建模,结合主轴系统弯扭耦合特性和陀螺效应,建立风力发电机主轴系统的弯扭耦合动力学模型,由此计算系统的固有频率和振型;其次,基于功率谱密度和自回归AR模型来模拟实际风场的风速模型,建立由风速引起的随机不确定风载荷模型,并将风载荷作为系统的外部激励附加至弯扭耦合动力学模型;最后,运用Mon