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59 个结果
  • 简介:为了获得移动质量沿匀速运动的系统动态响应,建立了时空有限元数值求解模型.考虑移动质量惯性项,得到移动质量-时变系统的动力学方程.应用时空有限元法.得到了移动集中质量作用下Ber-noulli-Euler离散单元的质量矩阵、刚度矩阵.与Newmark-β法、Wilson-θ法计算结果进行比较,时空有限元法计算的动态响应的精度更高.

  • 标签: 移动质量 时空有限元法 数值分析
  • 简介:大型柔性空间结构的振动控制问题引起了广泛的关注.压电材料以其低质量、宽频带和适应性强等特点,非常适合于柔性空间结构的振动控制.本文针对上下表面粘贴有分布式压电传感器和作动器的智能层结构,提出了一种考虑压电材料对结构质量、刚度影响的高阶有限元模型.考虑到空间结构可能承受较大的热载荷,在模型中计及了压电材料的热电耦合效应.采用常增益负反馈控制方法、常增益速度负反馈控制方法、Lyapunov反馈控制方法和线性二次型调节器方法(LQR)设计主动控制器,实现了智能层结构脉冲激励下的振动主动控制.仿真结果表明,LQR方法更能有效的实现结构振动控制,并且具有更低的作动器峰值电压,但不能消除热载荷引起的结构静变形.

  • 标签: 主动振动控制 柔性空间结构 压电材料 有限元 Lyapunov反馈 LQR方法
  • 简介:研究了一类抽象耦合非线性方程组在Hilbert空间中的初值问题.首先运用Galerkin方法对两个方程进行一定的处理,然后证明收敛性,最后证明了上述非线性方程组的整体弱解的存在性.

  • 标签: 非线性 耦合 梁方程 整体解
  • 简介:首先建立了柔性悬臂非线性非平面运动的偏微分方程;然后运用Galerkin和多尺度方法得到平均方程,并利用规范形理论进一步将方程化简;最后用能量相位法求出多脉冲跳跃的能量函数序列.Dynamics软件数值计算表明:在系统中确实存在着由多脉冲跳跃而导致的Smale马蹄型混沌.

  • 标签: 非线性动力系统 混沌动力学 柔性悬臂梁 多脉冲轨道分析
  • 简介:主要对含裂纹在振动与超声波联合激励下所出现的非线性动力响应的机理和特性进行研究.将疲劳裂纹在外加激励下的状态简化为周期性张开一『才】合的非线性过程,基于圣维南原理,采用有限元方法建屯了含非对称疲劳裂纹的非线性数值分析模型.利用非线性输出频率响应函数(NOFRFs)概念,对裂纹在高一低频简谐激励下所出现的非线性动力响应特性的机理进行了解释.具体以悬臂为例,仿真分析了裂纹深度和裂纹位置等参数的变化对系统非线性动力响应特性的影响规律.

  • 标签: 非线性特性 裂纹检测 多频激励 非线性输出频率响应函数
  • 简介:对构造的单边碰撞悬臂系统进行实验的定性研究,在基础激励实验中,变换多次激励频率,通过加速度传感器测量悬臂测点的响应信号,并通过力传感器测量得到限位器与柔性悬臂之间的碰撞力.通过Matlab软件对实测响应的时、频域分析处理,观察到系统复杂的周期、概周期、混沌等多种运动形式,并发现其中运动形式变化的区间存在突变.尝试对实验时域数据计算最大Lyapunov指数,以进一步验证其中混沌的存在,进一步发现了混沌响应下末端加速度响应与碰撞力的传递函数具有频响函数特征.实验研究体现了非线性动力学现象,也对分析应用混沌运动的实验结果提供了一个新视角.

  • 标签: 非线性振动 悬臂梁 单边碰撞 周期运动 混沌运动
  • 简介:研究了横向气动载荷和参数激励联合作用下复合材料悬臂外伸矩形在伸出过程中的非线性动力学问题.根据Reddy的高阶剪切层合板理论,应用Hamilton原理建立了外伸在横向气动力和参数激励作用下的非线性动力学方程,其中横向气动力采用一阶活塞气动力.然后应用Galerkin方法对系统偏微分形式的非线性方程进行离散,得到了一组时变系数的非线性动力学方程.在此方程的基础上,对复合材料悬臂外伸进行了数值模拟分析,讨论了外伸速度对悬臂外伸非线性动力学特性的影响.

  • 标签: 复合材料悬臂外伸板 高阶剪切理论 活塞理论 HAMILTON原理 非线性动力学
  • 简介:研究了沿轴向飞行粘弹性夹层的热弹耦合振动响应.考虑材料变形与传热的相互影响,建立了轴向运动粘弹性夹层的热弹耦合振动控制方程;将方程中激励项(温度函数与外激力)拟合为时间的函数,采用伽辽金法得到方程的位移解,并在每一个微小的时间段内采用迭代收敛的数值方法对热传导方程进行求解得到温度场.使用数值方法讨论了轴向飞行运动速度和热载荷持续时间对其振动响应的影响.研究表明:稳定振动时飞行速度对位移影响较大,对温度影响较小;热冲击对振动位移响应有较大影响,并改变振动特性.

  • 标签: 夹层梁 热弹耦合 轴向飞行 Kelvin粘弹模型 横向振动
  • 简介:从考虑损伤的粘弹性材料的一种卷积型本构关系出发,建立了在有限变形下损伤粘弹性Timoshenko的控制方程.利用Galerkin方法对该组方程进行简化,得到一组非线性积分-常微分方程.然后应用非线性动力学数值分析方法,如相平面图,Poincare截面分析了载荷参数对非线性损伤粘弹性Timoshenko动力学性能的影响.特别考察了损伤对粘弹性的动力学行为的影响.

  • 标签: 损伤粘弹性固体 Timosenko梁 几何非线性 混沌 非线性动力学
  • 简介:为研究斜拉桥中索与、索与索之间的耦合振动问题,建立了斜拉桥的单-多索力学模型.考虑索的初始垂度引起的几何非线性因素的影响,将多索模型分段处理,基于索、经典的面内振动的微分方程,通过索、连接处的动态平衡条件,建立多索模型面内振动理论.以双索为例,应用分离变量法,结合边界条件,求解双索斜拉模型平面内自由振动的特征值问题.同时,建立双索的有限元模型,有限元所得结果与本文理论研究吻合良好.最后对CFRP索模型的各项相关重要参数进行分析,并将本文理论与课题组前期成果进行对比分析.研究表明,CFRP索能极大改善双索模型的基本动力学性能.增大拉索轴向刚度能明显提高模型的低阶频率,而弯曲刚度的提高对其高阶频率的提高比较明显.

  • 标签: 多索梁 模态分析 CFRP索 频率 有限元
  • 简介:考虑了剪滞翘曲应力自平衡条件、剪切变形和剪力滞后效应等因素的影响,本文提出了一种对宽翼薄壁T形动力学特性的分析方法.分析中为了准确反应T形的动位移变化,三个广义动位移被引入,且以能量变分原理为基础建立了T形动力反应的控制微分方程和自然边界条件,据此对T形的动力反应特性进行了分析,揭示了T形桥动力反应的规律.算例中,对比了考虑和不考虑剪滞翘曲应力自平衡条件对T形动力反应的影响,结果显示考虑剪滞翘曲应力自平衡条件的计算方法与有限元数值解吻合更好.

  • 标签: T形梁 剪力滞后 自平衡条件 动力反应 能量变分原理
  • 简介:以两对边简支另两对边自由的功能梯度材料为研究对象,首先建立了考虑材料物性参数与温度相关的、在热/机械载荷共同作用下的几何非线性动力学方程,采用渐进摄动法对系统在1:1内共振-主参数共振-1/2亚谐共振情况下的非线性动力学行为进行了摄动分析,得到系统的四自由度平均方程,并对平均方程进行数值计算,分析外激励对系统非线性动力学行为的影响,发现在一定条件下通过改变外激励可以改变系统的运动形式,产生混沌运动.另外,第二阶模态的幅值远比第一阶模态的幅值大,这应该是两阶模态耦合产生内共振的结果,因此,研究该类结构的非线性动力学行为时不应该只考虑一阶模态,而应考虑到前两阶甚至更多阶模态的相互作用,以便于更好地利用或控制其运动形式.

  • 标签: 功能梯度材料板 复合边界条件 混沌运动 内共振
  • 简介:随着航空航天事业的发展,对各种材料性能的要求也越来越高.而蜂窝夹层在结构和性能上具有许多优点,已在航空航天等领域应用广泛,并在一些重要结构中充当承力部件,但由于其特殊的蜂窝结构,相对于一般的,在受力时会发生比较大的变形,所以用非线性理论研究蜂窝夹层板结构,并考察不同参数对非线性振动特性的影响,具有重要的理论和实际意义.如今,蜂窝夹层的几何非线性问题已引起更多学者的关注.在一般均质理论的假设下,一些学者已经研究了各项同性蜂窝夹层的非线性动力学特性.研究了一类受面内激励和横向外激励联合作用下的四边简支蜂窝夹层在主参数共振-1:2内共振时的双Hopf分叉问题.首先利用多尺度法得到系统的平均方程,然后结合分叉理论得到了系统的分叉响应方程,根据对分叉响应方程的分析,得到了六种不同的分叉响应曲线并给出了系统产生双Hopf分叉的条件.利用数值方法得到系统在参数平面的分叉集,通过对不同分叉区域的分析发现,随着参数的变化系统平衡点会分叉为两类周期解,随后周期解会通过广义静态分叉为准周期解,或者通过广义Hopf分叉为3D环面.

  • 标签: 双Hopf分叉 蜂窝夹层板 不变环面 周期解
  • 简介:研究了变速轴向运动黏弹性参激振动受拉力扰动时在主参数共振和组合参数共振范围内的稳定性.轴向运动的黏弹性本构关系引入了物质时间导数.当参激频率接近某一阶固有频率2倍时将发生主参数共振;当参激频率接近某两阶固有频率之和时将发生组合参数共振.运用多尺度法,直接求解轴向运动的控制方程,导出了稳定性边界方程.最后,通过数值算例给出了变速轴向运动的黏阻尼和干扰拉力对失稳区域的影响结果.

  • 标签: 轴向变速梁 黏弹性 拉力扰动 参数共振 稳定性
  • 简介:采用Timoshenko修正理论研究了有梯度界面层双材料的振动问题,利用静力方程确定了有梯度界面层双材料的中性轴位置,在此基础上应用Timoshenko修正理论建立了有梯度界面层双材料的振动方程,求得其自振频率表达式及其在简谐荷载作用下强迫振动的解析解.讨论分析了梯度界面层高度等因素对有梯度界面层双材料的振动影响,并用有限元法验证了Timoshenko修正理论.通过实例计算,得到了梯度界面层高度等因素对有梯度界面层双材料振动特性有较大影响的结论.

  • 标签: TIMOSHENKO梁 梯度界面层 中性轴 振动
  • 简介:用微分求积法分析了轴向移动粘弹性非平面非线性振动的动力学行为.轴向移动粘弹性非平面非线性振动的数学模型是一非常复杂的非线性偏微分方程组.首先用微分求积法对其控制方程组进行空间离散,得到非线性常微分方程组,然后求解常微分方程组得到数值结果.在数值结果的基础上结合非线性动力学理论,利用分叉图、时间历程图、相图对其非线性动力学特性进行了分析.

  • 标签: 微分求积法 轴向移动粘弹性梁 非平面振动 混沌 分叉
  • 简介:用微分求积数值方法求解了轴向加速粘弹性的横向振动控制方程,其方程是一复杂的非线性偏微分方程.并在数值结果的基础上利用分叉图分析了轴向定常加速度以及轴向加速度变化幅值对轴向加速粘弹性的非线性动力学行为的影响.

  • 标签: 非线性偏微分方程 数值解 混沌 分叉 微分求积法
  • 简介:研究了作大范围旋转运动高度和宽度均沿着长度方向变化的锥形悬臂动力学问题.采用Bezier插值方法对柔性的变形场进行描述,考虑柔性的纵向拉伸变形和横向弯曲变形,计人由于横向弯曲变形引起的纵向缩短,即非线性耦合项.运用第二类拉格朗日方程推导出作旋转运动锥形的动力学方程,并编制了动力学仿真软件,对作旋转运动锥形的频率和动力学响应进行研究.结果表明:不同锥形截面的动力学响应和系统频率将有明显差异,因此对实际系统合理建模,将能得到更为精确的结果.

  • 标签: 锥形梁 Bezier插值方法 锥度比 固有频率
  • 简介:对近20年来国内外在公路桥梁动力冲击系数方面的研究进展进行了回顾.首先介绍了动力冲击系数的概念.然后,分别从试验研究和数值模拟两方面介绍了相关的研究进展和成果,并详细讨论了不同参数对动力冲击系数的影响.接着,介绍了世界各国规范中动力冲击系数的取值规定.最后,总结了该领域已取得的一些重要进展,并探讨了该课题可以进一步研究的方向.

  • 标签: 车桥耦合作用 动力冲击系数 现场试验 数值模拟