收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

轴向运动梁横向非线性振动建模、分析和仿真

丁虎  
【摘要】: 多种工程系统如动力传送带、磁带、纸带、纺织纤维、带锯、空中缆车索道、高楼升降机缆绳、单索架空索道等都可以模型化为轴向运动弦线和梁。因此轴向运动弦线和梁横向振动的研究中有着重要的工程应用价值。同时,轴向运动连续体作为典型陀螺连续系统,其振动分析也有着重要的理论意义。 本文研究轴向运动黏弹性弦线和梁的建模、分析和仿真。本文建立了轴向运动弦线和梁的耦合振动模型,并考察了不同的横向运动简化模型。基于横向运动模型,应用直接多尺度方法分析了轴向运动黏弹性梁的稳定性和稳态响应。发展了轴向运动黏弹性梁数值仿真的差分法和微分求积法,并将数值仿真结果与解析结果进行了比较。基于数值仿真结果用非线性动力学时间序列分析方法研究了分岔和混沌。具体内容包括下列几方面。 建立轴向运动弦线和梁的横向运动控制方程并通过数值仿真结果进行研究。若忽略耦合效应而仅考虑横向运动,平面耦合的非线性控制方程退化为横向非线性偏微分模型。若将扰动张力用在弦线或者梁上的平均值代替,就从非线性偏微分模型推导出非线性偏微分—积分模型。运用有限差分法分别从时间历程、稳态的幅频响应以及暂态的时间历程的角度比较弦线和梁自由振动、轴向运动黏弹性梁的非线性受迫振动以及速度带轴向变速运动黏弹性梁的非线性参数振动的非线性耦合方程,非线性偏微分模型,以及非线性偏微分—积分模型。 建立描述轴向运动黏弹性梁的横向振动模型。在控制方程的推导中,对黏弹性本构关系采用物质导数,而不是通常采用的只对时间取偏导数的本构关系。将多尺度方法应用于描述梁横向运动的偏微分方程和偏微分—积分方程。确定轴向运动黏弹性梁的横向振动共振特性,并通过数值方法加以验证。建立轴向变速运动黏弹性梁的横向线性参数振动的稳定性条件、导出轴向运动黏弹性梁横向非线性受迫振动和轴向变速黏弹性梁横向非线性参数振动的稳态响应并确定其稳定性,从理论上证明不参与共振的模态对主谐波共振或者亚谐波共振没有影响,并将结果与只对时间取偏导数的传统的Kelvin黏弹性本构关系相比较。发展微分求积法和有限差分法计算轴向变速运动黏弹性梁控制方程的数值解仿真线性亚谐波共振的失稳区域、非线性主共振的稳态幅频曲线以及非线性亚谐波共振的稳态幅频曲线。数值结果与多尺度方法导出的结果一致。 基于描述梁横向运动的非线性偏微分方程和非线性偏微分—积分方程的微分求积数值仿真结果,进行了非线性动力学行为分析。计算了加速轴向运动梁横向振动随速度扰动幅值的分岔图。运用非线性动力学时间序列分析方法计算了周期和混沌运动的Lyapunov指数。还应用相平面图,Poincaré映射和时间历程的初值敏感性考察振动的周期特性和混沌特性。 本文主要创新性工作包括下列几个方面: 1.发展数值方法首次从不同角度比较了轴向运动的弦线和梁的非线性耦合模型、非线性偏微分模型以及非线性偏微分—积分模型; 2.首次从理论上证明了在轴向运动黏弹性梁的受迫振动以及参数振动中,不参与共振的模态不影响主谐波共振和亚谐波共振的稳定性或稳态响应; 3.首次在轴向运动系统的横向振动的研究中,分别发展有限差分法和微分求积法对多尺度方法的近似解析结果加以验证; 4.首次在轴向运动系统的横向振动的研究中,基于数值结果采用非线性动力学时间序列分析方法识别动力学行为。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 马杭,王政,朱亮,赵文军;焊接滚轮架上筒体的轴向运动[J];兰州理工大学学报;1993年04期
2 Seung-yop Lee;C. D. Mote,Jr;王正;;由边界控制的轴向运动弦的振动控制[J];木工机床;2009年02期
3 黄建亮,陈树辉;轴向运动体系横向非线性振动的联合共振[J];振动工程学报;2005年01期
4 刘芳,陈立群,骆毅;轴向运动弦线横向共振分析[J];振动与冲击;2004年03期
5 李山虎,杨靖波,黄清华,陈德成;轴向运动悬臂梁的独立模态振动控制——Ⅰ近似理论分析[J];应用力学学报;2002年01期
6 张永林;慢速滚筒内物料轴向运动分析[J];包装与食品机械;1998年05期
7 李晓军,陈立群;关于两端固定轴向运动梁的横向振动[J];振动与冲击;2005年01期
8 裴明涛,贾云得;摄像机沿光轴运动下的场景三维重建[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年03期
9 张洪涛;;适用于摇臂钻床加工内孔环形槽的特种装置[J];工具技术;2009年11期
10 徐复;轴向运动等离子体柱的磁流体力学稳定性[J];核聚变与等离子体物理;1981年03期
11 陈立群,Jean W. Zu;轴向运动弦线的纵向振动及其控制[J];力学进展;2001年04期
12 王亮;陈怀海;贺旭东;倪杰;游伟倩;;轴向运动悬臂梁系统阻尼与边界条件试验[J];振动.测试与诊断;2010年05期
13 张洪涛;李彬;;孔端面加工特种装置的设计与开发[J];制造技术与机床;2011年05期
14 奚威;关于盘形剃齿刀刃口方向问题[J];工具技术;1982年05期
15 苏颖颖,王伯年;发动机环组漏气分析[J];上海理工大学学报;1998年04期
16 沈风刚,薛锦;防止工件轴向窜动焊接滚轮架控制机理研究[J];西安交通大学学报;1998年02期
17 沈风刚,薛锦;焊接滚轮架上工件轴向运动调节机理研究[J];机械设计与研究;1998年01期
18 ;机电组件[J];电子科技文摘;2006年04期
19 杨文纬;;锥形转子制动电动机的常见故障及处理方法[J];电机与控制应用;1980年03期
20 郝芹;何锃;;波传播法分析两端固支轴向运动梁的横向振动[J];噪声与振动控制;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨晓东;;轴向运动板参数激励与受迫振动的非线性动力学分析[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年
2 丁虎;张国策;陈立群;;超临界轴向运动梁横向振动稳态响应[A];The 5th 全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2011年
3 张国策;丁虎;陈立群;;高速轴向运动梁非线性平面耦合振动频率分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
4 丁虎;陈立群;;超临界轴向运动梁静平衡分岔与平面振动分析[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年
5 李彪;陈立群;;轴向运动黏弹性Timoshenko梁非线性弱受迫振动[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
6 唐有绮;杨晓东;;Timoshenko模型轴向运动梁的振动特性分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
7 陈树辉;刘守圭;黄建亮;;关于轴向运动梁科氏加速度的注释[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
8 陈立群;;轴向运动连续体横向振动建模和分析的若干新进展[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
9 丁虎;陈立群;;黏弹性轴向运动梁横向受迫振动的幅频响应多尺度分析及数值验证[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
10 杨靖波;;含间隙轴向运动悬臂梁非线性动力学的研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 唐有绮;轴向运动梁和面内平动板横向振动的建模与分析[D];上海大学;2011年
2 王波;轴向变速黏弹性梁渐近摄动分析及其数值验证[D];上海大学;2010年
3 李成;纳米梁及纳米类梁结构的静力学和动力学的非局部理论、模型及求解[D];中国科学技术大学;2011年
4 孙智;聚合物驱油井产出液在抽油杆做轴向运动的井筒中的流动——理论,计算和应用[D];大庆石油学院;2004年
5 薛冬新;激光扭矩测量中散斑统计学理论及试验研究[D];大连理工大学;2011年
6 周银锋;运动粘弹性板的横向振动及稳定性研究[D];西安理工大学;2009年
7 李学军;大型多支承回转窑健康维护理论与技术研究[D];中南大学;2003年
8 戴意涛;碳和氮化硼纳米管的物理力学性能和器件原理[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯志强;轴向运动矩形板的非线性谐波共振研究[D];燕山大学;2010年
2 李相辉;轴向运动粘弹性夹层梁的横向振动分析[D];西南交通大学;2011年
3 李中华;轴向运动粘弹性夹层板振动分析[D];西南交通大学;2012年
4 石军;轴向运动物体参激不稳定性研究及其控制[D];苏州大学;2012年
5 张金志;轴向运动矩形薄板的磁弹性非线性振动[D];燕山大学;2013年
6 孙建涛;不同边界条件下轴向运动矩形薄板的磁弹性振动[D];燕山大学;2012年
7 杨迪;轧制过程中轴向运动矩形薄板的非线性振动研究[D];燕山大学;2013年
8 王金梅;轴向运动粘弹性夹层结构热弹耦合振动研究[D];西南交通大学;2014年
9 袁英才;回转窑轴向运动机理及调控研究[D];中南大学;2002年
10 侯志勇;轴向运动薄膜的横向振动和稳定性分析[D];西安理工大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 杜新民;科学设置备件参数 保障环冷风机正常运转[N];中国冶金报;2010年
2 山东 刘浩;跟我一起清洁投影仪(下)[N];电脑报;2004年
3 马积良;移动式双层圆筒初清筛[N];中国商报;2000年
4 崔新潮;风扇轴承磨损的维修[N];电脑报;2004年
5 ;用于填充有液体的柔性包装袋的出口旋塞组件[N];中国包装报;2008年
6 印刷;印版水辊及其操作要领[N];中国包装报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978