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  • 简介:提出用样条有限点法分析的自振频率,采用3次B样条函数的线性组合作为位移振型函数,以曲杆变形理论为基础,根据Hamilton原理建立了考虑恒载效应影响时的振动频率方程.计算分析了恒载效应对结构自振频率的影响.结果表明恒载效应会使结构自振频率减小;影响大小与结构自身刚度有关;结构截面刚度一定时,矢跨比、径厚比越大,恒载效应对自振频率的影响越大.

  • 标签: 恒载效应 自振频率
  • 简介:研究索结构中索受外激励作用下索之间非线性动力学问题.利用已建立的索结构非线性动力学耦合面内运动微分方程,采用Galerkin方法把索结构的面内运动方程进行离散,然后利用多尺度法对离散的运动方程进行摄动得到索主共振情况下的平均方程,研究在索受到外激励作用下索振动对的振动产生的影响,同时对索结构内共振时的稳定、分叉及混沌情况进行了分析.结果表明:索某阶频率与某阶频率接近时可能出现内共振现象,能量在索之间相互传递,原本静止的也可能出现共振现象,共振频域区间内索振动将出现跳跃、分叉及混沌等复杂的非线性动力学行为.

  • 标签: 索拱结构 非线性动力学 分叉 混沌
  • 简介:研究了由功能梯度材料制成的薄壁圆柱的自由振动.采用幂律分布规律描述功能梯度材料沿厚度的梯度性质,根据Donnell壳体理论,导出了功能梯度材料薄壁圆柱线性振动的简化控制方程.基于此理论分析了功能梯度圆柱的自由振动特性,给出了两端简支功能梯度材料薄壁圆柱小挠度固有振动的频率公式.以简支圆柱作为算例,与前人结果及有限元法对比验证了该简化功能梯度薄壁圆柱理论的正确性,同时讨论了周向波数及梯度指数对其频率的影响.

  • 标签: 功能梯度材料 薄壁圆柱壳 线性振动 简化理论
  • 简介:本文研究了两端转角均为转动弹簧支撑的铰支浅在外激励作用下的非线性动力学行为.基于弹性支撑浅的基本动力控制方程,采用多尺度法对内共振进行了摄动分析,并得到了极坐标形式的平均方程.弹性约束的刚度通过特征方程影响结构的自振频率和模态,且与平均方程的相关系数一一对应,文中还以最低两阶模态之间1:1内共振为对象进行了数值分析.结果显示系统存在模态交叉与转向两种内共振形式,另一方面结构参数处于某一范围之内时外激励激发的模态作用可导致出现准周期运动和混沌运动.

  • 标签: 浅拱 转动弹性支撑 内共振 分岔 模态转向
  • 简介:依据电磁场方程及相应的电磁本构关系,给出了作用于圆柱壳体上的电磁力及力矩表达式.在此基础上,分别推得了纵向和横向磁场中圆柱壳体的磁弹性轴对称振动方程.针对两端简支约束条件,通过位移函数的设定,得到了相应的有阻尼振动微分方程.通过算例,给出了系统衰减振动的响应曲线图和相图,分析了磁感应强度和壳体厚度对系统振幅衰减速度的影响.结果表明,通过改变磁感应强度可以达到控制系统振动的目的.

  • 标签: 磁弹性 圆柱薄壳 振动 电磁力
  • 简介:基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平均载荷值小于临界载荷及外加电压小于临界电压时,圆柱的运动随时间的演化是拟周期性的非线性振动.反之,圆柱将被破坏.讨论了外加电场和载荷参数对临界值和圆柱运动特性的影响.

  • 标签: 电活性聚合物 非线性常微分方程 拟周期振动 临界载荷 破坏
  • 简介:在考虑温度对圆柱材料性能影响的基础上,建立了圆柱在扰动外压作用下的几何非线性动力控制方程.并采用伽辽金原理及Melnikov法研究了圆柱在热载荷及微扰外压作用下的分岔,进一步讨论分析了温度、Batdorf参数等因素对圆柱发生混沌运动区域的影响,得出了随温度、Batdorf参数的增大,混沌运动区域将越来越大的结论.

  • 标签: 圆柱壳 热载荷 分岔 混沌
  • 简介:用一个分段线性单峰映射描述了二次映射Feigenbaum吸引子的数学结构,证明了存在一个周期2n的正则Fμ-圈嵌套序列,由其生成的吸引的极小Cantor集与单边符号空间的一个所谓"加法器"拓扑共轭.对现有结果作了若干补充和简化证明.

  • 标签: 二次映射 Feigenbaum吸引子 加法器
  • 简介:针对结构振动的中频问题,提出了一种新的混合分析方法.具有低模态密度的子结构利用有限元建模,高模态密度子结构利用波动方法建模,并利用边界处的位移连续和力平衡条件进行求解.以耦合梁结构为例,给出了具体的计算过程,通过解析方法进行了仿真验证.结果表明了此混合方法的有效性.进一步地计算了高频子结构的能量密度响应,并且通过对比说明,此方法在计算边界位置的能量密度响应时可以得到精确度更高的结果.

  • 标签: 波动 有限元法 中频振动 混合方法 能量密度
  • 简介:分析力学历来是在动力学范围内论述的,结构力学与最优控制模拟关系的共同基础就是分析力学.这表明在结构力学与最优控制理论的架构内也应有分析力学的整套理论.本文就结构力学讲述分析力学,称分析结构力学.保守体系可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛.保辛给出保守体系结构最重要的特性.有限元法是从结构力学发展的,有限元的单元刚度阵应保持对称性,其实这就是保辛.根据区段单元变形能只与其两端位移有关,就可通过数学分析得到Lagrange括号与Poisson括号,展示了其辛对偶体系、正则方程、正则变换等的内容.

  • 标签: 分析结构力学 有限元 保辛 正则变换 动力学 分析力学
  • 简介:针对工程中需要从火箭结构系统的整体模态中识别纵向模态,根据模态有效质量理论,提出了一种识别火箭结构系统纵向模态的自动辨识方法.以具有集中质量系统的振动特性作为算例,通过有限元软件,建立了具有集中质量系统的梁模型,利用自动辨识的方法,自动辨识出系统的纵向模态,并与应用模态分析法所计算的系统模态信息相比较,这种自动辨识方法不仅能准确的辨识出振动系统的纵向模态,而且还具有自动高效的识别特点.为准确快速建立液体火箭POGO振动系统的动力学模型等工程系统的模型提供理论依据.

  • 标签: 火箭结构系统 纵向模态 模态有效质量 自动辨识 模态分析
  • 简介:叶片与轮盘之间的榫联结构存在接触和摩擦组合运动,在较高的热-机械载荷作用下容易发生微动磨损并导致疲劳破坏.本文采用有限元法对叶片.轮盘榫联结构进行接触分析,计算不同摩擦系数和不同转速情况下的叶片榫头和轮盘榫槽之间的接触压力、接触滑动距离.结果表明,摩擦系数增大,榫联结构接触面上的接触压力和滑动距离减小;转速增加,则接触压力和滑动距离增大.

  • 标签: 叶片-轮盘 榫联结构 有限元法 接触分析
  • 简介:结合克拉玛依市科技博物馆工程,对超限倾斜结构设定性能设计目标,并针对性能目标提出抗震措施及抗震构造措施.考虑结构材料的非线性属性,采用静力非线性分析方法,分析倾斜框架-剪力墙结构在地震作用下的响应,尤其是结构在罕遇地震作用下的非线性动力特性.基于罕遇地震的弹塑性时程分析表明,最大层间位移角满足1/100的限值条件.结构在罕遇地震下也是安全可靠的,剪力墙尚处在弹性范围,未出现塑性铰,形成有利的抗震防线,连梁及框架、斜撑均出现塑性铰.其中连梁的塑性程度较深,充分发挥耗能构件性能,在大震后需修复后方可使用,而框架梁及柱塑性铰程度较浅,可不经修复直接投入使用.

  • 标签: 超限结构 塑性铰 耗能能力 非线性
  • 简介:针对C/SiC轻质复合材料结构,将三维编织C/SiC复合材料看作是组分材料的空间结构物,由有序的细观结构单胞叠合而成。采用细观结构单胞作为离散单元对三维编织复合材料结构进行宏观网格剖分,利用有限元方法研究复合材料悬臂板动态特性,计算结果与理论值符合较好。

  • 标签: 复合材料 三维编织 单胞模型 动态特性
  • 简介:研究了不确定参数的Lorenz系统和Rossler系统的异结构同步问题.基于Lyapunov稳定性理论,采用主动同步,自适应同步两种方法实现异结构混沌系统的同步,并且利用数值模拟来阐释理论的有效性.

  • 标签: 混沌系统 主动同步 自适应同步 LYAPUNOV稳定性理论
  • 简介:当机械臂的质量很轻,尤其是空间应用场合,机器人系统将受到高度柔性限制并且不可避免地产生机械振动.本文为了证实提出的控制不期望残余振动的方法,设计并建立了柔性机器人实验平台.控制方案采用交流伺服电机通过谐波齿轮减速器驱动柔性机械臂,利用粘贴在柔性臂上的压电陶瓷片(PZT)作为传感器来检测柔性臂的振动.对由于环境激励,尤其是在电机转动(机动)时由于电机力矩产生的振动,采用了几种主动振动控制器:包括模态PD控制,软变结构控制(VSC)和增益选择变结构方法,进行柔性臂的振动主动控制实验研究.通过实验比较研究,结果表明采用的控制方法可以快速抑制柔性结构的振动,采用的控制方法是有效的.

  • 标签: 柔性机械臂 主动振动控制 压电结构 变结构控制
  • 简介:为分析一类含间隙结构的振动特性及为保护特定子结构而预留间隙的合理性,根据其振动试验结果,采用假设模态法的思想,将该类带间隙的非线性结构按其子结构的一阶弯曲模态简化为带间隙的单自由度与二自由度弹簧-质量系统,分析了不同激励条件下间隙对系统动力学响应的影响.分析结果表明:此类结构中,间隙具有阻碍振动传递的性质,预留间隙是合理的.

  • 标签: 间隙 假设模态法 固有频率 主共振 超谐共振
  • 简介:结构振动测试和损伤诊断中,较易得到结构的低阶模态信息,但低阶模态信息主要反映结构的整体性能,对结构局部损伤不敏感.本文主要研究框架结构高阶模态特性,并通过高阶模态米反映结构的局部特征,实现框架结构损伤诊断.研究中采用理论模态分析和实验模态分析相结合的方法.理论模态分析表明框架结构存在模态密集区且高阶模态具有局部特征.采用局部激振方法对一个钢筋混凝土框架结构模型施加激励,通过实验模态分析获取高阶局部模态信息.结果表明最大能量高阶模态可以识别框架柱的刚度变化.

  • 标签: 模态分析 高阶模态 局部模态 参数识别 框架结构
  • 简介:结构损伤前后动力特性的变化来快速、直接、方便地判定损伤的存在、程度及位置.本文采用曲率模态对刚架结构的损伤检测进行了研究.首先用有限元法计算出结构的位移模态振型,然后用差分法计算出曲率模态振型.数值模拟结果表明:曲率模态振型对结构的损伤敏感,可同时确定结构损伤的存在、程度和位置,并且可以用于结构多位置损伤的检测.实验结果证实了数值模拟结论.

  • 标签: 模态振型 结构损伤检测 差分法计算 动力特性 有限元法 刚架结构
  • 简介:将振型向量与向量空间余弦因子的概念相结合,提出了度量模型整体相关度的定量指标.即计算模型和试验模型的整体相关度指标VM,以此来修改计算模型局部参数的方法.算例表明,相对于传统的方法而言,该方法能更好的表达出计算模型和试验模型之间的相关关系,并且能有效的用于工程实际.

  • 标签: 计算模型 试验模型 局部参数 整体相关度指标