含復(fù)合材料構(gòu)件的機(jī)構(gòu)非線性動力學(xué)研究
發(fā)布時間:2021-08-25 19:59
激烈的市場競爭促使現(xiàn)代機(jī)械向高速化、高效化和輕量化的方向發(fā)展,這使得比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的復(fù)合材料成為現(xiàn)代制造業(yè)的新寵。為此,研究新型復(fù)合材料在機(jī)械中的應(yīng)用便成為當(dāng)今機(jī)械學(xué)的一個重要內(nèi)容。目前對于含復(fù)合材料構(gòu)件機(jī)構(gòu)的動力學(xué)研究多限于構(gòu)件小變形的研究范圍,通常采用線性化的模型。這種基于理想狀態(tài)的研究還難以獲得機(jī)構(gòu)諸多動態(tài)行為的圓滿解釋。例如當(dāng)機(jī)構(gòu)處于載荷較大、速度較高的運(yùn)行狀態(tài)時,構(gòu)件容易產(chǎn)生較大的幾何變形而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)幾何非線性行為的加劇。此時若仍按線性化模型處理而忽略非線性因素的影響,將可能產(chǎn)生較大的誤差。此外,復(fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,對于復(fù)合材料內(nèi)部參數(shù)與機(jī)構(gòu)的宏觀動力學(xué)特性之間的內(nèi)在聯(lián)系,人們還了解不多,有待于進(jìn)一步研究。這些因素成為限制復(fù)合材料應(yīng)用和進(jìn)一步推廣的瓶頸。開展含復(fù)合材料構(gòu)件機(jī)構(gòu)非線性動力學(xué)的深入研究工作十分必要。本文考慮幾何非線性因素影響,建立起含纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件機(jī)構(gòu)的非線性有限元動態(tài)方程;并將多尺度法與求解時變非線性振動方程的數(shù)值迭代法相結(jié)合使用,導(dǎo)出機(jī)構(gòu)在非共振、內(nèi)共振、主共振以及多重共振條件下動態(tài)方程的解析解,并結(jié)合具體算例編程計算得出數(shù)值解;還在不同參數(shù)下對...
【文章來源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗臺
圖4一14連桿中點時域信號圖Fig.4一 14TimedomainsignaldiagramofthemiddlePoiniofeouPler由圖4一14的測試結(jié)果可以看出,隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,連桿中點的應(yīng)變總體逐漸增大。而在轉(zhuǎn)速超過n=15帥m以后,時域信號的幅值出現(xiàn)了小幅波動,在護(hù)152rpm和n=169rpm左右出現(xiàn)局部峰值。2.搖桿中點測試結(jié)果在下面圖4一巧中的一系列圖形中,給出了在電機(jī)不同轉(zhuǎn)速下測得的搖桿中點時域信號。其中U、n仍表示電壓和轉(zhuǎn)速。
圖4一15搖桿中點時域信號圖Fig.4一 15TimedomainsignaldlagramofthemiddlePointofroeker由圖4一15的測試結(jié)果可以看出,隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,搖桿中點的應(yīng)變總體逐漸增大。而在轉(zhuǎn)速超過n=160rpm以后,時域信號的幅值出現(xiàn)了小幅波動,在n=164rpm左右出現(xiàn)局部峰值。機(jī)構(gòu)在一定轉(zhuǎn)速下的運(yùn)動呈現(xiàn)周期性,其慣性力激勵的頻率為曲柄的轉(zhuǎn)動頻率。在曲柄轉(zhuǎn)速為n=164rpm和 169rpm左右時,慣性力激勵頻率為2.73Hz和2.slHz左右。根據(jù)上文對機(jī)構(gòu)固有頻率內(nèi)共振情況的分析,激勵力的這一頻段剛好接近機(jī)構(gòu)一階固有頻率的1/8分頻(平均值為2.83HZ),因此機(jī)構(gòu)在此轉(zhuǎn)速下將會發(fā)生次共振,再與機(jī)構(gòu)的前三階固有頻率間的內(nèi)共振相重疊,將會形成多重共振情況,分析圖如圖4一16所示。}}}‘”.
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]先進(jìn)復(fù)合材料的近期發(fā)展趨勢[J]. 陳紹杰. 材料工程. 2004(09)
[2]連接結(jié)構(gòu)松動對系統(tǒng)非線性動力學(xué)特性的影響[J]. 郝淑英,陳予恕,張琪昌. 天津大學(xué)學(xué)報. 2001(04)
[3]機(jī)構(gòu)及機(jī)械傳動系統(tǒng)的非線性動力學(xué)研究綜述[J]. 楊建明. 桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2001(02)
[4]結(jié)構(gòu)阻尼的發(fā)展及其研究近況[J]. 楊志勇,李桂青,瞿偉廉. 武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2000(03)
[5]柔性機(jī)械臂的非線性振動分析[J]. 侯書軍,陳予恕,劉習(xí)軍. 振動工程學(xué)報. 1999(04)
[6]帶間隙伸展機(jī)構(gòu)的非線性動力學(xué)建模[J]. 黃鐵球,吳德隆,閻紹澤. 中國空間科學(xué)技術(shù). 1999(01)
[7]彈性連桿機(jī)構(gòu)的時域子結(jié)構(gòu)綜合方法[J]. 于德介,呂東. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 1998(03)
[8]帶間隙空間結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性分析[J]. 文榮,吳德隆. 中國空間科學(xué)技術(shù). 1998(01)
[9]空間站大型伸展機(jī)構(gòu)動力學(xué)研究中的若干問題[J]. 吳德隆,王毅,文榮. 中國空間科學(xué)技術(shù). 1996(06)
[10]彈性連桿機(jī)構(gòu)的組合共振[J]. 王玉新. 天津大學(xué)學(xué)報. 1996(05)
本文編號:3362758
【文章來源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗臺
圖4一14連桿中點時域信號圖Fig.4一 14TimedomainsignaldiagramofthemiddlePoiniofeouPler由圖4一14的測試結(jié)果可以看出,隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,連桿中點的應(yīng)變總體逐漸增大。而在轉(zhuǎn)速超過n=15帥m以后,時域信號的幅值出現(xiàn)了小幅波動,在護(hù)152rpm和n=169rpm左右出現(xiàn)局部峰值。2.搖桿中點測試結(jié)果在下面圖4一巧中的一系列圖形中,給出了在電機(jī)不同轉(zhuǎn)速下測得的搖桿中點時域信號。其中U、n仍表示電壓和轉(zhuǎn)速。
圖4一15搖桿中點時域信號圖Fig.4一 15TimedomainsignaldlagramofthemiddlePointofroeker由圖4一15的測試結(jié)果可以看出,隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,搖桿中點的應(yīng)變總體逐漸增大。而在轉(zhuǎn)速超過n=160rpm以后,時域信號的幅值出現(xiàn)了小幅波動,在n=164rpm左右出現(xiàn)局部峰值。機(jī)構(gòu)在一定轉(zhuǎn)速下的運(yùn)動呈現(xiàn)周期性,其慣性力激勵的頻率為曲柄的轉(zhuǎn)動頻率。在曲柄轉(zhuǎn)速為n=164rpm和 169rpm左右時,慣性力激勵頻率為2.73Hz和2.slHz左右。根據(jù)上文對機(jī)構(gòu)固有頻率內(nèi)共振情況的分析,激勵力的這一頻段剛好接近機(jī)構(gòu)一階固有頻率的1/8分頻(平均值為2.83HZ),因此機(jī)構(gòu)在此轉(zhuǎn)速下將會發(fā)生次共振,再與機(jī)構(gòu)的前三階固有頻率間的內(nèi)共振相重疊,將會形成多重共振情況,分析圖如圖4一16所示。}}}‘”.
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]先進(jìn)復(fù)合材料的近期發(fā)展趨勢[J]. 陳紹杰. 材料工程. 2004(09)
[2]連接結(jié)構(gòu)松動對系統(tǒng)非線性動力學(xué)特性的影響[J]. 郝淑英,陳予恕,張琪昌. 天津大學(xué)學(xué)報. 2001(04)
[3]機(jī)構(gòu)及機(jī)械傳動系統(tǒng)的非線性動力學(xué)研究綜述[J]. 楊建明. 桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2001(02)
[4]結(jié)構(gòu)阻尼的發(fā)展及其研究近況[J]. 楊志勇,李桂青,瞿偉廉. 武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2000(03)
[5]柔性機(jī)械臂的非線性振動分析[J]. 侯書軍,陳予恕,劉習(xí)軍. 振動工程學(xué)報. 1999(04)
[6]帶間隙伸展機(jī)構(gòu)的非線性動力學(xué)建模[J]. 黃鐵球,吳德隆,閻紹澤. 中國空間科學(xué)技術(shù). 1999(01)
[7]彈性連桿機(jī)構(gòu)的時域子結(jié)構(gòu)綜合方法[J]. 于德介,呂東. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 1998(03)
[8]帶間隙空間結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性分析[J]. 文榮,吳德隆. 中國空間科學(xué)技術(shù). 1998(01)
[9]空間站大型伸展機(jī)構(gòu)動力學(xué)研究中的若干問題[J]. 吳德隆,王毅,文榮. 中國空間科學(xué)技術(shù). 1996(06)
[10]彈性連桿機(jī)構(gòu)的組合共振[J]. 王玉新. 天津大學(xué)學(xué)報. 1996(05)
本文編號:3362758
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