近些年來,新興導電、導磁材料為主的高新設備方興未艾,針對多物理場中高速旋轉的導電、導磁彈性結構的動力學研究已成為一個引人關注的研究領域。然而,由于實際研究對象的結構以及所處環(huán)境復雜,眾多與之相關磁彈性力學、磁彈性振動以及多物理場耦合動力學等基礎理論還處于發(fā)展與完善中,即使是多物理場中最基本的梁、板、殼等結構的非線性動力學現(xiàn)象以及規(guī)律,還有待繼續(xù)探索和深入。本文通過建立空氣-磁場中旋轉運動圓板的磁-氣彈性動力學模型,研究這類結構磁-氣-力耦合關系以及復雜非線性動力學行為內(nèi)在機理和規(guī)律。依據(jù)薄板大撓度基本理論、氣動彈性力學理論、旋轉阻尼理論以及電動力學相關原理,考慮離心力和旋轉效應的影響,推導出旋轉板的動能、勢能以及外力虛功表達式,通過哈密頓變分原理推導出旋轉圓板磁-氣彈性動力學方程。研究旋轉運動導電圓板磁-氣彈性線性固有振動及強迫振動問題�；贙irchhoffLove線性板假設,選取級數(shù)形式的振型函數(shù),采用伽遼金法得出旋轉導電圓板磁-氣彈性軸對稱振動線性振動微分方程,分析不同邊界條件下磁場、轉速、氣動參數(shù)、幾何尺寸、強迫激勵參數(shù)對系統(tǒng)固有頻率特性、幅頻特性以及穩(wěn)定性的影響。研究周邊夾支... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

復合型振動模態(tài)示意圖

第2章旋轉圓板磁-氣彈性非線性動力學方程-13-第2章旋轉圓板磁-氣彈性非線性動力學方程在空氣-磁場環(huán)境中旋轉的導電材料圓板結構，由于受到空氣、磁嘗強迫激勵、邊界條件等因素的影響，導致系統(tǒng)出現(xiàn)復雜的動力學現(xiàn)象。本章基于Kirchhoff薄板理論、氣動彈性力學理論、旋轉阻尼理論以及電磁場和電動力學相關原理，考慮離心力的影響，推導出旋轉板的動能、勢能以及外力虛功表達式，通過哈密頓變分原理推導出旋轉導電圓板磁-氣彈性非線性動力學方程。2.1磁場中旋轉圓板能量關系考慮空氣-磁場環(huán)境中的旋轉導電圓板，半徑R，厚度h，材料的彈性模量E，泊松比，質(zhì)量密度，導電率，以恒定角速度繞中心軸做旋轉運動，作用于圓板上的分布式強迫激勵力為zP，圓板受到的分布式氣動載荷為fq，磁感應強度矢量為B，如圖1-1所示。圖2-1旋轉運動導電圓板力學基本模型Fig.2-1Mechanicalmodelofaconductivecircularplaterotatinginair-magneticfields2.1.1動能隨體柱坐標系下圓板中任意一點P的位移分量分別為：01uur,,tzur,,t(2-1)01vvr,,tzvr,,t(2-2)wwr,,t(2-3)

燕山大學工學博士學位論文-24-表3-1純鋁材料圓板主要參數(shù)Table3-1Parametersofthecircularpurealuminumplate參數(shù)數(shù)值密度(kg/m3)2670電導率(-1Ωm)73.6310彈性模量E(GPa)71半徑R(m)0.8(自由振動)0.5(強迫振動)泊松比0.343.2.1自由振動3.2.1.1固有頻率特性(1)固有頻率隨磁感應強度變化。選取C0.01，h0.008m，繪制不同轉速條件下固有頻率隨磁感應強度變化關系圖，如圖3-1所示�？梢缘玫綗o論是在夾支還是在簡支邊界條件下，固有頻率r隨著磁感應強度的增大而減小，并且在不同轉速條件下，固有頻率隨磁感應強度變化趨勢相似，當r=0時，可以得到臨界阻尼情況時的臨界磁感應強度。a)夾支b)簡支圖3-1不同轉速條件下固有頻率隨磁感應強度變化關系圖Fig.3-1NaturalfrequencyvaryingwithMagneticfluxdensityinthedifferentrotatingspeedcases選取C0.01，=18000rpm，繪制不同板厚h條件下固有頻率隨磁感應強度變化關系圖，如圖3-2所示。可以得到無論是在夾支還是簡支邊界條件下，固有頻率隨

【參考文獻】：
期刊論文
[1]載流線圈中導電圓板的磁彈性固有振動[J]. 徐浩然,胡宇達,李文平.  機械強度. 2019(06)
[2]載流線圈非均勻感應磁場中圓板的磁彈性固有振動[J]. 徐浩然,胡宇達.  應用力學學報. 2019(05)
[3]交變磁場和力場聯(lián)合激勵鐵磁圓板的主共振[J]. 胡宇達,馬冰冰.  應用力學學報. 2019(03)
[4]含孔隙變厚度FG圓板的濕熱力學響應[J]. 戴婷,戴宏亮,李軍劍,賀其.  力學學報. 2019(02)
[5]周邊夾支旋轉運動圓板磁彈性諧波共振分析[J]. 胡宇達,秦曉北,姚臻臻.  應用力學學報. 2018(04)
[6]磁場中旋轉運動圓板磁彈性超諧-組合共振[J]. 胡宇達,秦曉北.  振動與沖擊. 2018(12)
[7]橫向磁場中旋變運動導電圓板的參強聯(lián)合共振[J]. 李哲,胡宇達.  振動與沖擊. 2017(23)
[8]磁場中旋轉圓環(huán)板的氣磁彈性動力穩(wěn)定性[J]. 施紅勃,胡宇達.  工程力學. 2017(11)
[9]磁場中旋轉運動圓板的分叉與混沌研究[J]. 胡宇達,樸江民.  計算力學學報. 2017(01)
[10]磁場中軸向變速運動載流梁的參強聯(lián)合共振[J]. 胡宇達,戎艷天.  中國機械工程. 2016(23)

博士論文
[1]隨機轉子動力學與控制及旋轉柔性圓盤動力學[D]. 陳擁軍.浙江大學 2006



本文編號：3025669