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《西南交通大学》 2006年
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非线性板状结构流固耦合复杂响应研究

鲁丽  
【摘要】:板状结构在核反应堆燃料元件的结构一体化设计及其它结构工程设计中有着广泛的应用。本文系统地研究了板状结构在不可压缩无粘流以及粘性流体中的流固耦合振动及其复杂响应。利用Hopf分叉的代数判据研究无粘流中板状梁的分叉及稳定性。基于不可压缩粘性流理论,理论上推导了作用在板状梁上的流体动压近似解析表达式,进一步建立轴向不可压缩粘性流作用下非线性板状结构流固耦合动力学模型,研究不同非线性情况下该类系统在分叉点附近的动力学行为,确定周期运动及其稳定性,揭示板状结构流固耦合系统由简单运动进入复杂运动的现象。本文具体研究工作如下: 1 基于叠层板在同一时刻有相同变形的前提,建立了不可压缩无粘流中立方非线性板状梁耦合结构的动力学模型,提出采用Hopf分叉的代数判据对无粘流中非线性板状结构流固耦合振动的稳定性及分叉进行研究。对于多自由度系统,以往直接采用经典的Hopf理论判断分叉点时,对其横截条件的研究是技术难点之一。本文利用Hopf分叉地代数判据证明了无粘流中两端简支非线性板状梁不存在经典的Hopf分叉现象;并直接推导出了无粘流中悬臂非线性板状梁发生Hopf分叉的临界流速解析表达式,技术上避开了直接对其横截条件的判断这一难点。 2 针对轴向流作用下的板状叠层结构,基于不可压缩粘性流理论,假设板状结构作简谐振动,本文首次采用理论方法推导出板-流体-板典型子结构中流体作用于板上的动压近似解析表达式,再将典型子结构上的流体动压推广到全结构上,进一步导出了板状流固耦合结构在刚性槽以及刚性矩形管内的流体动压近似解析表达式。为进一步对板状结构流固耦合振动的理论研究提供极大的便利和保证。以刚性矩形管内的板状梁模型为例,推导获得结构振动时作用结构上的流体力,确定并讨论了附加质量系数、附加阻尼和附加刚度系数等耦合系数随系统参数的变化规律。研究结果表明:流体的粘性对板-流体的耦合效应起着重要的作用。在粘性轴向流作用下,流体的附加阻尼系数与间隙的立方值成反比,这一规律和前人关于六边形截面圆柱以及关于板状叠层结构在静水中的研究结果一致;本文系统由于受流体速度的影响,附加刚度系数与间隙的立方值成反比,并且当流速为零(退化为静水情况)时,流体的附加刚度系数为零,这与静水中的研究结果一致。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O353

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵文胜;轴向流中板结构流固耦合动力学研究[D];武汉大学;2011年
2 陈大林;壁板气动弹性复杂响应研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 舒鹏程;超高速空气静压电主轴的动静态性能分析与实验研究[D];广东工业大学;2011年
2 朱大巍;四边简支蜂窝夹层板非线性振动研究[D];东北大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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1 汤宏群;印刷电路板微孔钻削加工过程动态特性研究[D];广东工业大学;2012年
2 叶献辉;壁板非线性气动弹性颤振及稳定性研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【二级参考文献】
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10 倪樵,黄玉盈;增量谐波平衡法用于输液管的非线性振动分析[J];华中理工大学学报;2000年10期
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 本报记者 雍忠玮;谁来响应电信安全呼唤?[N];计算机世界;2002年
5 ;部分IT企业发出《政府采购响应书》[N];人民邮电;2002年
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7 集纳;知名企业响应“政府采购”[N];通信产业报;2002年
8 本报记者 王学武;我国著名IT企业发出《政府采购响应书》[N];中国财经报;2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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6 尹华伟;钢筋混凝土框架—剪力墙结构非线性抗震计算方法的研究及其应用[D];湖南大学;2001年
7 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
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10 王鹤龄;芸芥对水分胁迫的响应及抗旱性综合评价[D];甘肃农业大学;2005年
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