本文關鍵詞：功能梯度圓錐曲板的非線性動力學研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：功能梯度材料(FGM),相較于傳統(tǒng)復合材料是一種新型材料,可以根據(jù)實際工程需要改變材料組分在厚度方向的分布形式。通常是由高韌性、耐腐蝕的金屬材料和可承受高溫的陶瓷材料組成,這種組成使其既有陶瓷的耐熱性又有金屬的機械強度。由于功能梯度材料的諸多優(yōu)良物理特性和力學性能,因此廣泛應用于兩側(cè)溫度差異比較大的高溫環(huán)境。在航空航天領域中,圓錐曲板結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)大振幅的非線性振動,這種振動會導致結(jié)構(gòu)損壞甚至災難性的事故。因此,對功能梯度材料圓錐曲板的動力學研究具有重要的工程意義和理論價值。本文考慮熱環(huán)境的作用,運用一階剪切變形理論和von-Karman型應變位移關系,通過Hamilton原理推導出功能梯度圓錐曲板的非線性動力學偏微分方程,并利用Galerkin法將偏微分運動控制方程離散成常微分動力學系統(tǒng)。針對FGM圓錐曲板我們主要研究其非線性動力學行為,具體工作體現(xiàn)在以下4方面。(1)對含初始缺陷FGM圓錐曲板的非線性動力學行為進行了分析,圓錐曲板受到橫向激勵與面內(nèi)激勵的共同作用。運用Galerkin法進行離散得到系統(tǒng)的常微分運動方程,利用數(shù)值分析法對比了不同缺陷參數(shù)下系統(tǒng)的非線性振動響應。(2)對不含初始缺陷FGM圓錐曲板的非線性動力學行為進行了分析,圓錐曲板受到橫向激勵與面內(nèi)激勵的共同作用。并對比了陶瓷體積分數(shù)指數(shù)、溫度和厚徑比對系統(tǒng)非線性振動響應的影響。(3)運用多尺度方法獲得不含初始缺陷功能梯度圓錐曲板1:2內(nèi)共振情況下的平均方程。在此基礎上研究了面內(nèi)激勵和阻尼對系統(tǒng)幅頻特性的影響以及面內(nèi)載荷作用下的振幅跳躍現(xiàn)象,并用Runge-Kutta法進行數(shù)值模擬。(4)考慮氣動力和氣動熱的影響,基于Galerkin離散得到帶有常數(shù)項的六自由度不含初始缺陷功能梯度圓錐曲板顫振方程,通過牛頓迭代法和延續(xù)算法計算出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)解并求其特征值,在此基礎上得到顫振點。利用Runge-Kutta法,對系統(tǒng)的氣-熱-彈顫振特性進行了分析。
【關鍵詞】：功能梯度材料 圓錐曲板 初始缺陷 1:2內(nèi)共振 顫振
【學位授予單位】：北京信息科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 功能梯度板殼結(jié)構(gòu)的動力學研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 功能梯度圓錐曲板的動力學研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 其他功能梯度板殼結(jié)構(gòu)的動力學研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 帶初始幾何缺陷板殼結(jié)構(gòu)的動力學研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 板殼結(jié)構(gòu)顫振分析研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5 課題來源及主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 FGM圓錐曲板的動力學建模19-28
• 2.1 FGM圓錐曲板模型19-20
• 2.2 位移場和本構(gòu)方程20-22
• 2.3 運動方程22-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 含初始缺陷FGM圓錐曲板的非線性動力學分析28-40
• 3.1 Galerkin離散成常微分動力學方程28-29
• 3.2 含初始缺陷FGM圓錐曲板的數(shù)值研究29-39
• 3.2.1 缺陷模式對圓錐曲板振動響應的影響29-33
• 3.2.2 缺陷半波數(shù)對圓錐曲板振動響應的影響33-36
• 3.2.3 缺陷振幅對圓錐曲板振動響應的影響36-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 不含初始缺陷FGM圓錐曲板的非線性動力學分析40-52
• 4.1 Galerkin離散成常微分動力學方程40-41
• 4.2 不含初始缺陷FGM圓錐曲板的數(shù)值研究41-51
• 4.2.1FGM圓錐曲板的線性自由振動41-42
• 4.2.2FGM圓錐曲板的非線性自由振動42-43
• 4.2.3FGM圓錐曲板的非線性強迫振動43-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 不含初始缺陷FGM圓錐曲板的 1:2 內(nèi)共振分析52-61
• 5.1 攝動分析52-55
• 5.2 穩(wěn)定性分析55-56
• 5.3 幅-頻響應特性分析56-57
• 5.4 力-幅響應特性分析57-58
• 5.5 不含初始缺陷FGM圓錐曲板響應的數(shù)值分析58-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 第6章 不含初始缺陷FGM圓錐曲板顫振分析61-72
• 6.1 Galerkin離散成常微分動力學方程61-62
• 6.2 顫振特性的分析方法62-63
• 6.3 不含初始缺陷FGM圓錐曲板顫振特性的分析63-71
• 6.3.1 不同體積分數(shù)指數(shù)下圓錐曲板的顫振63-68
• 6.3.2 不同長厚比下圓錐曲板的顫振68-71
• 6.4 本章小結(jié)71-72
• 第7章 總結(jié)與展望72-74
• 7.1 總結(jié)72-73
• 7.2 創(chuàng)新點73
• 7.3 展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-79
• 個人簡歷及在學期間發(fā)表的學術(shù)論文79
• 個人簡歷79
• 在學期間發(fā)表的學術(shù)論文79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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  本文關鍵詞：功能梯度圓錐曲板的非線性動力學研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：413921