平行导线间轴向运动导电梁的非线性磁弹性振动研究

发布时间：2021-02-01 11:02

　　轴向运动结构广泛存在工程领域中,其在工程中的振动稳定性问题,影响着整个系统的安全可靠性,尤其是在电磁耦合多物理场的环境中,电磁结构模型在电磁场中产生的动力学现象引起了广大国内外学者的浓厚兴趣。所以研究轴向运动结构的磁弹性振动问题具有重要的理论意义。本论文主要对轴向运动导电梁处在平行导线产生的磁场环境中的非线性磁弹性振动问题进行分析。针对磁场环境中的轴向运动导电梁,根据弹性力学和电磁力学基本理论,考虑几何非线性因素,基于轴向运动梁的动能、应变能、外力虚功及电磁力虚功等关系式,运用哈密顿变分理论,推得轴向运动梁在磁场中的非线性磁弹性振动方程。研究轴向运动载流梁在两平行导线产生磁场中的主共振问题。将轴向运动梁的振动方程进行伽辽金积分并无量纲化处理。采用多尺度法进行解析求解,得到系统关于前两阶模态非线性方程的近似解析解以及主共振幅频响应方程。通过算例,得到了轴向运动载流梁共振幅值随调谐参数、载流电流密度、导线电流和位置的变化关系曲线图,分析了各相关物理和几何参数的改变对系统共振特征的影响。研究交流导线产生周期变化磁场中轴向运动载流梁的参数共振和主共振问题。应用伽辽金积分法,得到导电梁无量纲化的... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

导电梁的力学模型

3 章 两平行导线间轴向运动载流梁的主共振运动梁在平行导线产生的磁场环境中发生振动，当系统发生共振时，度明显以及动力学特性复杂的现象；当系统的频率关系满足：固有频频率非常接近时，会发生主共振。本章主要讨论导线通直流电、梁通两平行导线间轴向运动导电梁的主共振问题。运动载流梁磁弹性振动方程示，载流梁处在两平行载流导线产生的磁场环境中的力学模型，梁二章中的相同，梁通入的电流密度为 0 0J J cos t,0,0， 为外加平行导线处在 xoz 平面内，1I 和2I 为导线通入电流强度值，1d 和2d 的距离。

c)1I 10000A,1d 0.04m, h 0.01md)20J = 2A/ mm,1d 0.04m,1I 10000A图 3-2 主共振幅频响应图图 3-3 为2I 9000A、2d 0.05m时不同导线电流、导线与梁距离、调谐参数振幅值1a 随电流密度0J 变化规律曲线图。图中表明，随着电流密度的增加，系先呈现多值区，电流密度逐渐增大到一定值后，多值现象消失，逐渐变为较大值解。由图 a)和图 b)可知，随着梁与导线的距离1d 的减小及导线电流1I 的增大多值区域交点以前，共振幅值会呈现先增大后减小然后再增大的现象，而在单内，共振幅值一直呈增大趋势。

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本文编号：3012669