考慮滯遲力兩自由度系統(tǒng)和流固耦合特性的非線性振動(dòng)及其不穩(wěn)定性研究
本文關(guān)鍵詞:考慮滯遲力兩自由度系統(tǒng)和流固耦合特性的非線性振動(dòng)及其不穩(wěn)定性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:振動(dòng)是自然界普遍存在且非常重要的一種現(xiàn)象,有著共同的客觀規(guī)律和統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)形式。在實(shí)際工程應(yīng)用當(dāng)中,絕大多數(shù)的振動(dòng)都屬于非線性振動(dòng)。非線性振動(dòng)包括各種各樣的非線性因素,,各自需要不同的獨(dú)特的分析方法,沒(méi)有統(tǒng)一固定的模式。本文根據(jù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的不同,分別研究了滯遲力兩自由度系統(tǒng)及流體結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)的非線性振動(dòng)特性及其不穩(wěn)定性。 針對(duì)滯遲力兩自由度系統(tǒng)的非線性振動(dòng)模型,本文建立了兩自由度鋼絲繩減振器在基礎(chǔ)激勵(lì)作用下振動(dòng)微分方程,運(yùn)用Fourier級(jí)數(shù)展開法和諧波平衡法相結(jié)合的方法推導(dǎo)出相應(yīng)質(zhì)量,剛度,阻尼,滯遲力的的頻響方程,最后對(duì)頻響方程進(jìn)行數(shù)值求解,并作出頻響曲線。簡(jiǎn)諧力激勵(lì)作用下則用ABAQUS建立實(shí)體模型并且作出其各自的頻響曲線,討論和驗(yàn)證了鋼絲繩減振器物理參數(shù)對(duì)其頻響特性的影響。 其次是流體結(jié)構(gòu)耦合的非線性振動(dòng)模型,利用Donnell淺殼理論,分別分析了不同廣義自由度數(shù)的充液正交圓柱殼在外載力擾動(dòng)下的動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo),利用Galerkin和Runge-Kutta法進(jìn)行數(shù)值求解,研究了它們非線性振動(dòng)特性。 混沌和分叉是非線性動(dòng)力系統(tǒng)中典型現(xiàn)象,本文建立單自由度鋼絲繩減振器的微分方程,利用Melnikov方法給出混沌現(xiàn)象出現(xiàn)的范圍,然后在分析范圍內(nèi),分別作出其相平面軌跡圖,時(shí)程曲線圖,分叉曲線圖以及安全盆,分析了鋼絲繩減振器質(zhì)量,阻尼,線性剛度,非線性剛度,激勵(lì)以及頻率5個(gè)物理參數(shù)對(duì)混沌現(xiàn)象的影響。
【關(guān)鍵詞】:非線性振動(dòng) 鋼絲繩減振器 充液柱殼 混沌 分叉
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:O322
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 引言9-10
- 1.2 研究歷史與現(xiàn)狀10-13
- 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容13-15
- 第二章 非線性振動(dòng)的理論分析15-27
- 2.1 非線性振動(dòng)的一般解法15-21
- 2.2 非線性振動(dòng)有限元分析21-25
- 2.3 滯遲振動(dòng)系統(tǒng)及流固耦合系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬方法25-27
- 第三章 滯遲振動(dòng)系統(tǒng)頻響特性研究27-57
- 3.1 簡(jiǎn)諧激勵(lì)下響應(yīng)計(jì)算方法28-37
- 3.2 基礎(chǔ)激勵(lì)下鋼絲繩減振器物理參數(shù)對(duì)頻響特性的影響37-43
- 3.2.1 頻響方程的理論推導(dǎo)37-39
- 3.2.2 數(shù)值模擬與分析39-43
- 3.3 簡(jiǎn)諧力激勵(lì)下鋼絲繩減振器物理參數(shù)對(duì)頻響特性影響43-50
- 3.3.1 頻響方程理論分析44-46
- 3.3.2 ABAQUS 數(shù)值模擬46-50
- 3.4 其他激勵(lì)下非線性振動(dòng)響應(yīng)50-57
- 3.4.1 隨機(jī)激勵(lì)下響應(yīng)分析50-53
- 3.4.2 沖擊激勵(lì)下響應(yīng)分析53-57
- 第四章 流體結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)非線性振動(dòng)分析57-77
- 4.1 關(guān)于流固耦合振動(dòng)的一般分析57-61
- 4.2 充液柱殼非線性振動(dòng)分析61-77
- 4.2.1 WEAVER, UNNY 模型與 PAIDOUSSIS, DENISE 模型61-68
- 4.2.2 八自由度模型分析68-77
- 第五章 鋼絲繩減振器中的分叉與混沌77-111
- 5.1 混沌理論基礎(chǔ)77-81
- 5.2 鋼絲繩減振器混沌的初始參數(shù)影響分析81-87
- 5.3 鋼絲繩物理參數(shù)對(duì)混沌影響分析87-102
- 5.3.1 線性剛度對(duì)相平面及時(shí)程曲線的影響分析87-90
- 5.3.2 非線性剛度對(duì)相平面及時(shí)程曲線的影響分析90-93
- 5.3.3 阻尼對(duì)相平面及時(shí)程曲線影響分析93-96
- 5.3.4 激勵(lì)對(duì)相平面及時(shí)程曲線的影響分析96-99
- 5.3.5 頻率對(duì)相平面及時(shí)程曲線的影響分析99-102
- 5.4 鋼絲繩物理參數(shù)對(duì)分叉曲線影響分析102-108
- 5.4.1 線性剛度對(duì)分叉曲線影響分析102-103
- 5.4.2 非線性剛度對(duì)分叉曲線影響分析103-104
- 5.4.3 阻尼對(duì)分叉曲線影響分析104-106
- 5.4.4 激勵(lì)對(duì)分叉曲線影響分析106-107
- 5.4.5 頻率對(duì)分叉曲線影響分析107-108
- 5.5 安全盆的侵蝕108-111
- 第六章 總結(jié)和展望111-115
- 6.1 總結(jié)111-114
- 6.2 展望114-115
- 參考文獻(xiàn)115-123
- 附錄123-129
- 致謝129-131
- 攻讀博士期間發(fā)表的論文131
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):302371
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