本文關(guān)鍵詞： 偶應(yīng)力彈性理論 剛-柔耦合 運(yùn)動(dòng)與變形耦合模型 慣性力效應(yīng) 約束變分原理　出處：《振動(dòng)工程學(xué)報(bào)》2016年01期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：應(yīng)用含偶應(yīng)力的彈性理論建立彈性力學(xué)模型,應(yīng)變和曲率張量分別描述彈性體的平動(dòng)變形和旋轉(zhuǎn)變形,且分別對(duì)應(yīng)于應(yīng)力和偶應(yīng)力兩種內(nèi)力。對(duì)已知定軸變轉(zhuǎn)速剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的情況,采用哈密爾頓原理建立了含偶應(yīng)力彈性體作定軸剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)與變形耦合動(dòng)力學(xué)模型,模型計(jì)及了相對(duì)慣性力、離心力、科氏力和切向慣性力�？紤]以彈性體的位移和變形轉(zhuǎn)角為獨(dú)立變量,利用約束變分原理建立了含偶應(yīng)力彈性體作定軸剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的有限元方程,其中單元離散采用8個(gè)節(jié)點(diǎn)48個(gè)自由度的三維六面體實(shí)體等參元。以繞定軸旋轉(zhuǎn)的懸臂梁為例,數(shù)值分析了旋轉(zhuǎn)懸臂梁的動(dòng)力學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。當(dāng)幅值變化但剛體轉(zhuǎn)速恒定時(shí),旋轉(zhuǎn)方梁的一階特征頻率出現(xiàn)隨轉(zhuǎn)速增加保持不變和下降兩種情況。當(dāng)剛體變轉(zhuǎn)速時(shí),考察了旋轉(zhuǎn)懸臂梁位移、變形轉(zhuǎn)角、動(dòng)態(tài)應(yīng)力以及偶應(yīng)力的時(shí)變規(guī)律。該研究可為作定軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部件的動(dòng)力學(xué)分析提供理論模型和數(shù)值分析方法。
[Abstract]:The elastic mechanics model is established by using the elastic theory with couple stress. The strain and curvature Zhang Liang describe the translational deformation and the rotational deformation of the elastomer, respectively. And corresponding to two kinds of internal forces, stress and couple stress, the rotation of rigid body with constant axis and variable rotation speed is known. The coupling dynamic model of motion and deformation of elastic body with couple stress is established by using Hamilton principle. The relative inertia force and centrifugal force are taken into account in the model. Considering the displacement and deformation angle of elastic body as independent variables, the finite element equation of rigid body rotation with couple stress is established by using constrained variational principle. The element discretization uses eight nodes 48 degrees of freedom three-dimensional hexahedron entity isoparametric element. Take the cantilever beam rotating around the fixed axis as an example. The dynamic characteristics and dynamic response of the rotating cantilever beam are numerically analyzed. When the amplitude changes but the rotation speed of the rigid body is constant. The first order characteristic frequency of the rotating square beam is invariant and decreasing with the increase of the rotational speed. When the rigid body changes the rotational speed, the displacement and the deformation angle of the rotating cantilever beam are investigated. This study can provide a theoretical model and a numerical analysis method for the dynamic analysis of the structural components of a fixed axis rotation system.
【作者單位】： 重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;重慶大學(xué)航空航天學(xué)院;中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目資助(11372365) 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)工程物理研究院聯(lián)合基金資助項(xiàng)目(11176035)
【分類號(hào)】：O343
【正文快照】： 引言剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析在航空航天、機(jī)器人和高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域具有重要的理論和工程應(yīng)用價(jià)值。譬如直升機(jī)旋翼、衛(wèi)星天線、太陽(yáng)能帆板和大型渦輪機(jī)葉片等,這類系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)變量既有大范圍的剛體轉(zhuǎn)動(dòng),又有小幅度的彈性變形,二者產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)學(xué)耦合。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者[1-16]對(duì)

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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2 陳思佳;章定國(guó);洪嘉振;;大變形旋轉(zhuǎn)柔性梁的一種高次剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

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6 靳紅玲;陳建軍;趙寬;曹鴻鈞;;含隨機(jī)參數(shù)的空間柔性梁動(dòng)力學(xué)模型[J];振動(dòng)與沖擊;2014年14期

7 靳紅玲;陳建軍;趙寬;曹鴻鈞;;空間柔性梁的隨機(jī)動(dòng)力學(xué)分析[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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3 吳勝寶;章定國(guó);康新;;剛體—微梁系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年03期

4 楊輝,洪嘉振,余征躍;剛?cè)狁詈辖＠碚摰膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證　[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2003年02期

5 蔡國(guó)平,洪嘉振;旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)柔性梁的假設(shè)模態(tài)方法研究[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2005年01期

6 章定國(guó);余紀(jì)邦;;作大范圍運(yùn)動(dòng)的柔性梁的動(dòng)力學(xué)分析[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2006年04期

【相似文獻(xiàn)】

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2 Julian J.Wu ,石中岳;利用有限元—無約束變分法分析導(dǎo)彈的穩(wěn)定性[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);1981年07期

3 李子平;;乘子規(guī)范和重質(zhì)量楊-Mills場(chǎng)[J];新疆大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1984年01期

4 ;[J];;年期

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