失谐连续双跨梁与三跨梁振动特性理论和实验研究
发布时间：2021-11-13 03:37
在机械工程、航空航天、高速列车、土木建筑等多个工程领域,多跨梁动力学问题一直是人们关注的热点问题,尤其是不同比例的失谐多跨梁振动特性问题更是工程领域重点需要研究的问题。为方便使用解析或者半解析的方法研究以上问题,需要进行动力学建模并就不同失谐度下的失谐多跨梁的动力学特性进行研究,研究结果对于揭示多跨梁结构的振动特性具有实际工程应用价值。本文基于Euler-Bernoulli梁理论建立了失谐双跨梁、三跨梁结构的动力学模型,对比现有的动力学求解方法（如模态展开法、有限单元法、动力刚度法、传递矩阵法、谱单元法、回传射线矩阵法）的优劣势,根据实际情况将模态展开法应用于求解动力学方程。代入边界条件获得双跨梁、三跨梁的频率方程,由此求解出其固有频率,且与ANSYS结果进行对比,验证理论的正确性。运用都哈美积分和拉普拉斯变换进一步得到结构各点的时间响应历程曲线以及频响曲线,以此理论计算为基础,本文研究工作主要如下:（1）研究失谐双跨梁振动特性,包括结构的固有频率、振型、自由振动响应和强迫振动响应。在此基础之上定义失谐双跨梁的失谐度,进一步研究在不同失谐度下双跨梁的振动特性,从而分析失谐度对双跨梁振动...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大型钢结构桥梁Fig.1-1Thelargesteelstructurebridge
图 1-2 工业钢结构厂房Fig. 1-2 The industrial steel structure workshop工程应用中，多跨梁结构通常起支撑结构作用，并经常作为支座负。多跨梁结构作为承载结构，必然要求具备良好的稳定性。因此，应用过程中，其结构的固有频率、模态以及其它振动特性都对结构具有很大影响。由于多跨梁结构的复杂性，对其动力学行为的研究与控制领域的难点问题，正逐渐受到国内外力学界专家学者的重视止，针对梁结构振动的研究大多集中在单跨梁和周期谐调梁上[13-16梁在实际加工制作使用过程中，由于制造误差或者实际工程需要会出现各个子结构尺寸不相等、材料参数差异等各种失谐情况，结将产生较大的变化，如铁轨、大型钢结构工业厂房、多跨钢结构桥于失谐多跨梁结构的特殊性，针对其动力学问题的分析比较复杂，于失谐多跨梁动力学特性的研究还比较少，因此有必要针对失谐多
由于制造误差或者实际工程需要（如图1-3），会出现各个子结构尺寸不相等、材料参数差异等各种失谐情况，结构动力学特性将产生较大的变化，如铁轨、大型钢结构工业厂房、多跨钢结构桥梁。然而，由于失谐多跨梁结构的特殊性，针对其动力学问题的分析比较复杂，迄今为止，对于失谐多跨梁动力学特性的研究还比较少，因此有必要针对失谐多跨梁结构的动力学特性展开深入研究。随着科学技术的迅猛发展，机械产品日益朝着高效、精密及自动化的方向发展，对于结构与产品的动态性能要求也越来越高。通过寻找结构的固有频率，改进某些需要利用的振动特性来进行更好的控制机械结构或者产品的振动已经成为一个必须解决的问题。这迫使着现代人进一步探究多跨梁结构的振动特性，以更好的进行新产品的振动设计。本课题运用理论和实验等多种方法针对失谐多跨梁结构的振动特性进行研究，可以为失谐多跨梁结构的应用领域提供参考，为失
【参考文献】：
期刊论文
[1]Vibration analysis and active control of nearly periodic two-span beams with piezoelectric actuator/sensor pairs[J]. Fengming LI,Zhiguang SONG. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2015(03)
[2]基于PolyMAX方法的齿轮箱计算模态与实验模态对比分析[J]. 刘辉,潘宏侠. 煤矿机械. 2014(01)
[3]谱元法研究桁架结构的振动带隙特性[J]. 吴志静,李凤明,王毅泽. 计算力学学报. 2013(S1)
[4]SUPPRESSION OF BENDING WAVES IN A PERIODIC BEAM WITH TIMOSHENKO BEAM THEORY[J]. Tao Chen,Ligang Wang. Acta Mechanica Solida Sinica. 2013(02)
[5]谱元法在求解刚架结构动力学问题中的应用[J]. 吴志静,李凤明,胡恒山,刘荣强. 动力学与控制学报. 2012(01)
[6]模态试验分析排气管前消声器的断裂[J]. 朱爱武. 装备制造技术. 2009(11)
[7]失谐大型天线结构的振动模态局部化研究[J]. 刘相秋,王聪,王威远,邹振祝. 宇航学报. 2008(06)
[8]汶川地震灾区房屋抗震加固及设计的几点建议[J]. 林树枝. 工程抗震与加固改造. 2008(04)
[9]汶川大地震建筑震害启示[J]. 王亚勇,王言诃. 建筑结构. 2008(07)
[10]振动板减振降重多目标优化设计研究[J]. 张军,兆文忠,张维英. 机械强度. 2008(03)
本文编号：3492241
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大型钢结构桥梁Fig.1-1Thelargesteelstructurebridge
图 1-2 工业钢结构厂房Fig. 1-2 The industrial steel structure workshop工程应用中，多跨梁结构通常起支撑结构作用，并经常作为支座负。多跨梁结构作为承载结构，必然要求具备良好的稳定性。因此，应用过程中，其结构的固有频率、模态以及其它振动特性都对结构具有很大影响。由于多跨梁结构的复杂性，对其动力学行为的研究与控制领域的难点问题，正逐渐受到国内外力学界专家学者的重视止，针对梁结构振动的研究大多集中在单跨梁和周期谐调梁上[13-16梁在实际加工制作使用过程中，由于制造误差或者实际工程需要会出现各个子结构尺寸不相等、材料参数差异等各种失谐情况，结将产生较大的变化，如铁轨、大型钢结构工业厂房、多跨钢结构桥于失谐多跨梁结构的特殊性，针对其动力学问题的分析比较复杂，于失谐多跨梁动力学特性的研究还比较少，因此有必要针对失谐多
由于制造误差或者实际工程需要（如图1-3），会出现各个子结构尺寸不相等、材料参数差异等各种失谐情况，结构动力学特性将产生较大的变化，如铁轨、大型钢结构工业厂房、多跨钢结构桥梁。然而，由于失谐多跨梁结构的特殊性，针对其动力学问题的分析比较复杂，迄今为止，对于失谐多跨梁动力学特性的研究还比较少，因此有必要针对失谐多跨梁结构的动力学特性展开深入研究。随着科学技术的迅猛发展，机械产品日益朝着高效、精密及自动化的方向发展，对于结构与产品的动态性能要求也越来越高。通过寻找结构的固有频率，改进某些需要利用的振动特性来进行更好的控制机械结构或者产品的振动已经成为一个必须解决的问题。这迫使着现代人进一步探究多跨梁结构的振动特性，以更好的进行新产品的振动设计。本课题运用理论和实验等多种方法针对失谐多跨梁结构的振动特性进行研究，可以为失谐多跨梁结构的应用领域提供参考，为失
【参考文献】：
期刊论文
[1]Vibration analysis and active control of nearly periodic two-span beams with piezoelectric actuator/sensor pairs[J]. Fengming LI,Zhiguang SONG. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2015(03)
[2]基于PolyMAX方法的齿轮箱计算模态与实验模态对比分析[J]. 刘辉,潘宏侠. 煤矿机械. 2014(01)
[3]谱元法研究桁架结构的振动带隙特性[J]. 吴志静,李凤明,王毅泽. 计算力学学报. 2013(S1)
[4]SUPPRESSION OF BENDING WAVES IN A PERIODIC BEAM WITH TIMOSHENKO BEAM THEORY[J]. Tao Chen,Ligang Wang. Acta Mechanica Solida Sinica. 2013(02)
[5]谱元法在求解刚架结构动力学问题中的应用[J]. 吴志静,李凤明,胡恒山,刘荣强. 动力学与控制学报. 2012(01)
[6]模态试验分析排气管前消声器的断裂[J]. 朱爱武. 装备制造技术. 2009(11)
[7]失谐大型天线结构的振动模态局部化研究[J]. 刘相秋,王聪,王威远,邹振祝. 宇航学报. 2008(06)
[8]汶川地震灾区房屋抗震加固及设计的几点建议[J]. 林树枝. 工程抗震与加固改造. 2008(04)
[9]汶川大地震建筑震害启示[J]. 王亚勇,王言诃. 建筑结构. 2008(07)
[10]振动板减振降重多目标优化设计研究[J]. 张军,兆文忠,张维英. 机械强度. 2008(03)
本文编号：3492241
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