采用假設模態(tài)法和有限元法兩種離散方法描述柔性梁的變形場,對作大范圍運動的中心剛體-功能梯度材料梁的動力學特征進行研究。假設功能梯度材料的物理參數(shù)為沿著梁厚度方向變化的冪函數(shù),考慮梁的縱向拉伸變形和橫向彎曲變形,同時計及橫向彎曲變形引起的縱向縮短,即非線性耦合項,運用第二類Lagrange方程推導得到兩種不同離散方法描述的具有統(tǒng)一形式的系統(tǒng)剛柔耦合動力學方程。通過與假設模態(tài)法的數(shù)值仿真結果對比,驗證所建立有限元模型的正確性。通過大變形算例,說明基于小變形假設的假設模態(tài)法計算上的局限性。在此基礎上討論功能梯度指數(shù)對作大范圍轉動柔性梁動力學特性的影響。結果表明基于小變形假設的假設模態(tài)法并不能處理大變形問題;在功能梯度材料梁其他物理參數(shù)不變的條件下,梁的最大位移隨著功能梯度指數(shù)N增大而增大;橫向彎曲固有頻率會隨著轉速的增加而變大;當轉速一定時,固有頻率會隨著功能梯度指數(shù)N增大而減小。 

【文章頁數(shù)】：13 頁

【文章目錄】：
1 旋轉功能梯度材料梁動力學模型
    1.1 系統(tǒng)的物理模型
    1.2 系統(tǒng)的動能和勢能
    1.3 有限元法
    1.4 系統(tǒng)的動力學方程
2 動力學仿真
    2.1 大范圍運動規(guī)律已知的系統(tǒng)動力學特征
    2.2 橫向彎曲固有頻率分析
3 結 論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮端部質點的中心剛體-楔形梁系統(tǒng)動力特性研究[J]. 張弛,范紀華,章定國,諶宏,方海峰,吳群彪.  力學季刊. 2018(02)
[2]基于變形場不同離散方法的柔性機器人動力學建模與仿真[J]. 范紀華,章定國.  力學學報. 2016(04)
[3]基于無網(wǎng)格點插值法的旋轉懸臂梁的動力學分析[J]. 杜超凡,章定國.  物理學報. 2015(03)
[4]徑向基點插值法在旋轉柔性梁動力學中的應用[J]. 杜超凡,章定國,洪嘉振.  力學學報. 2015(02)
[5]中心剛體-功能梯度材料梁系統(tǒng)的動力學特性[J]. 黎亮,章定國,洪嘉振.  機械工程學報. 2013(13)
[6]功能梯度材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 李信,劉海昌,滕元成,魯偉員.  材料導報. 2012(S1)
[7]剛-柔耦合多體系統(tǒng)動力學建模與數(shù)值仿真[J]. 楊輝,洪嘉振,余征躍.  計算力學學報. 2003(04)
[8]旋轉梁的固有頻率計算[J]. 蹇開林,殷學綱.  重慶大學學報(自然科學版). 2001(06)

博士論文
[1]基于無網(wǎng)格法的剛—柔耦合系統(tǒng)的動力學建模與仿真[D]. 杜超凡.南京理工大學 2017

碩士論文
[1]作大范圍運動柔性梁和柔性薄板剛柔耦合動力學建模與仿真[D]. 吳勝寶.南京理工大學 2009



本文編號：3699403