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《西南交通大学》 2008年
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壁板气动弹性复杂响应研究

陈大林  
【摘要】: 壁板颤振是气动弹性系统在惯性力、气动力以及弹性力相互作用下的一种典型自激振动,高速飞行器的出现使得该领域的研究成为当前的一个热点。随着科学技术的发展,在航空航天、风力发电、土木结构等工程领域,壁板颤振得到了极为重要的关注。基于Kirchhoff-love假设,考虑以Von-Karman薄板理论的几何大变形,气动力采用了活塞理论,本文分别采用Galerkin方法和微分求积方法对二维薄板和三维薄板的气动弹性问题进行了系统深入的研究,主要工作包括以下几个内容: 1采用Hamilton变分原理建立了二维薄板在气动载荷作用下的非线性动力学方程,采用Hopf分叉的代数判据对壁板气动弹性系统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分叉的代数判据导出了两端简支薄板发生Hopf分又的临界流速表达式,技术上避开了直接对其横截条件的判断这一难点。由于高维系统平衡点解的稳定性判断随系统维数的增加,难度逐渐增大,因此采用中心流形定理将高维系统降为低维系统,并采用后继函数方法对分叉后解的稳定性进行了相应的研究,最后通过数值方法进行了验证。 2考虑气动加热效应,对粘弹性壁板的气动弹性动力学行为进行了研究。将温度场考虑为定常均匀分布温度场,温度载荷以温度应力的方式作用于系统。研究了系统粘弹性阻尼系数和温度载荷对颤振边界以及壁板系统极限环幅值的影响,并来流动压为参数对壁板系统的分叉行为进行了研究。 3采用Galerkin方法对四边简支三维薄板的气动弹性颤振进行了研究。计算结果表明,在一定的来流动压范围内系统是稳定的。随动压的增大,系统呈现出周期倍化分叉序列直至产生混沌。并且在特定的参数区域,对于同一个动压下,系统存在两个甚至多个极限环,分别依赖于不同的初始条件。 4采用微分求积方法研究了两端简支二维薄板在气动载荷作用下的非线性动力学行为。就系统参数对颤振临界动压和颤振频率的影响与Galerkin方法的分析结果进行了比较,取得了较一致的结果。研究了系统的分叉行为,并采用Poincare截面研究了系统的混沌响应。 5采用微分求积方法分别研究了四边简支三维薄板和三维层合板的非线性气动弹性响应。分析了壁板气动弹性系统周期倍化分叉过程,考察了系统参数对系统颤振边界的影响以及系统极限环幅值的影响。对层合板的不同铺设方式以及不同的铺设材料对系统颤振边界和极限环颤振幅值的影响进行了分析。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:V211.47

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
1 董宇;亚音速流下壁板气动弹性复杂响应研究[D];西南交通大学;2011年
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3 孙立明;非线性系统Hopf分岔控制及应用[D];天津大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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中国期刊全文数据库 前10条
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3 徐玉胜;大能量强夯置换法处理深圳地区软土地基的应用研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
4 宋兵;桩侧摩阻力特性的研究[D];华南理工大学;2010年
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10 敖岩岩;具有稀疏效应的捕食—被捕食系统的定性分析[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
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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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孙立明;非线性系统Hopf分岔控制及应用[D];天津大学;2012年
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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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【相似文献】
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8 任小强;陈务军;付功义;董石麟;;局部双层叉筒网壳几何非线性稳定分析[A];第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2002年
9 王星;陈冠能;王凡;;板锥网壳结构的稳定极限承载力分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
10 王萍萍;夏汤忠;;CAE技术在某发动机下护板国产化中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 Morningstar晨星(中国)研究中心 袁星;度假时选择持有什么基金?[N];证券时报;2007年
4 本报实习记者 刘小龙;李娜:重在提升稳定性[N];中国体育报;2008年
5 孟和;要确保农村牧区土地的稳定性[N];内蒙古日报(汉);2006年
6 本报记者 张华 通讯员 柳万泉;追求质量的稳定性[N];中国质量报;2006年
7 诸海滨;中小板 筹码稳定性好于主板[N];中国证券报;2007年
8 通讯员 王瑛慧 记者 马跃华;科学家首次制备二十四面体铂纳米晶体[N];光明日报;2007年
9 医讯;tiotropium对稳定性慢性阻塞性肺病患者有益[N];医药经济报;2006年
10 本报评论员 欧阳觅剑;银行间市场需准确反映流动性形势[N];21世纪经济报道;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈大林;壁板气动弹性复杂响应研究[D];西南交通大学;2008年
2 刘菲;非线性气动弹性系统的分叉分析[D];西南交通大学;2007年
3 张哲巅;湿空气扩散火焰的实验和数值研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
4 付海峰;模袋固化土海上围埝建造方法及理论研究[D];天津大学;2006年
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6 林淑英;显齿蛇葡萄中二氢杨梅素的提取纯化及抗氧化活性研究[D];华南理工大学;2004年
7 武瑛;新型无接触供电系统的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
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9 曾玉红;静止浅水环境中浮力射流稳定性与混合特性研究[D];武汉大学;2005年
10 张志飞;基于比较原理的大系统的稳定性与镇定研究[D];湖南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 罗小兵;玻色-爱因斯坦凝聚体中的Lorenz混沌和孤子[D];湖南师范大学;2005年
5 邱秀梅;腹板开洞工形截面拱的平面内弹性极限承载力研究[D];中国农业大学;2005年
6 刘旭凡;局部双层球面网壳的非线性稳定分析[D];西南交通大学;2006年
7 郑玉国;基于优化理论的稳定型悬索桥有限元分析[D];昆明理工大学;2006年
8 李慧颋;高层框架几何非线性动力分析的QR法[D];广西大学;2002年
9 寇素霞;考虑竖向荷载影响的框架层间弹性侧移计算[D];东北林业大学;2004年
10 柴莉;全反式维甲酸口服乳剂的制备及动物药代动力学研究[D];重庆医科大学;2005年
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