含复合材料构件的机构非线性动力学研究

发布时间：2021-08-25 19:59

　　激烈的市场竞争促使现代机械向高速化、高效化和轻量化的方向发展，这使得比强度高、质量轻的复合材料成为现代制造业的新宠。为此，研究新型复合材料在机械中的应用便成为当今机械学的一个重要内容。目前对于含复合材料构件机构的动力学研究多限于构件小变形的研究范围，通常采用线性化的模型。这种基于理想状态的研究还难以获得机构诸多动态行为的圆满解释。例如当机构处于载荷较大、速度较高的运行状态时，构件容易产生较大的几何变形而导致机构几何非线性行为的加剧。此时若仍按线性化模型处理而忽略非线性因素的影响，将可能产生较大的误差。此外，复合材料的内部结构较为复杂，对于复合材料内部参数与机构的宏观动力学特性之间的内在联系，人们还了解不多，有待于进一步研究。这些因素成为限制复合材料应用和进一步推广的瓶颈。开展含复合材料构件机构非线性动力学的深入研究工作十分必要。本文考虑几何非线性因素影响，建立起含纤维增强复合材料构件机构的非线性有限元动态方程；并将多尺度法与求解时变非线性振动方程的数值迭代法相结合使用，导出机构在非共振、内共振、主共振以及多重共振条件下动态方程的解析解，并结合具体算例编程计算得出数值解；还在不同参数下对... 

【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

实验台

图4一14连杆中点时域信号图Fig.4一 14TimedomainsignaldiagramofthemiddlePoiniofeouPler由图4一14的测试结果可以看出，随着电机转速的增加，连杆中点的应变总体逐渐增大。而在转速超过n=15帅m以后，时域信号的幅值出现了小幅波动，在护152rpm和n=169rpm左右出现局部峰值。2.摇杆中点测试结果在下面图4一巧中的一系列图形中，给出了在电机不同转速下测得的摇杆中点时域信号。其中U、n仍表示电压和转速。

图4一15摇杆中点时域信号图Fig.4一 15TimedomainsignaldlagramofthemiddlePointofroeker由图4一15的测试结果可以看出，随着电机转速的增加，摇杆中点的应变总体逐渐增大。而在转速超过n=160rpm以后，时域信号的幅值出现了小幅波动，在n=164rpm左右出现局部峰值。机构在一定转速下的运动呈现周期性，其惯性力激励的频率为曲柄的转动频率。在曲柄转速为n=164rpm和 169rpm左右时，惯性力激励频率为2.73Hz和2.slHz左右。根据上文对机构固有频率内共振情况的分析，激励力的这一频段刚好接近机构一阶固有频率的1/8分频(平均值为2.83HZ)，因此机构在此转速下将会发生次共振，再与机构的前三阶固有频率间的内共振相重叠，将会形成多重共振情况，分析图如图4一16所示。}}}‘”.

【参考文献】：
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本文编号：3362758