考虑滞迟力两自由度系统和流固耦合特性的非线性振动及其不稳定性研究

发布时间：2017-04-13 00:12

  本文关键词：考虑滞迟力两自由度系统和流固耦合特性的非线性振动及其不稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：振动是自然界普遍存在且非常重要的一种现象，有着共同的客观规律和统一的数学表达形式。在实际工程应用当中，绝大多数的振动都属于非线性振动。非线性振动包括各种各样的非线性因素，，各自需要不同的独特的分析方法，没有统一固定的模式。本文根据系统数学模型的不同，分别研究了滞迟力两自由度系统及流体结构耦合系统的非线性振动特性及其不稳定性。 针对滞迟力两自由度系统的非线性振动模型，本文建立了两自由度钢丝绳减振器在基础激励作用下振动微分方程，运用Fourier级数展开法和谐波平衡法相结合的方法推导出相应质量，刚度，阻尼，滞迟力的的频响方程，最后对频响方程进行数值求解，并作出频响曲线。简谐力激励作用下则用ABAQUS建立实体模型并且作出其各自的频响曲线，讨论和验证了钢丝绳减振器物理参数对其频响特性的影响。 其次是流体结构耦合的非线性振动模型，利用Donnell浅壳理论，分别分析了不同广义自由度数的充液正交圆柱壳在外载力扰动下的动力学方程推导，利用Galerkin和Runge-Kutta法进行数值求解，研究了它们非线性振动特性。 混沌和分叉是非线性动力系统中典型现象，本文建立单自由度钢丝绳减振器的微分方程,利用Melnikov方法给出混沌现象出现的范围，然后在分析范围内，分别作出其相平面轨迹图，时程曲线图，分叉曲线图以及安全盆，分析了钢丝绳减振器质量，阻尼，线性刚度，非线性刚度，激励以及频率5个物理参数对混沌现象的影响。
【关键词】：非线性振动 钢丝绳减振器 充液柱壳 混沌 分叉
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O322
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究历史与现状10-13
• 1.3 本课题的研究内容13-15
• 第二章 非线性振动的理论分析15-27
• 2.1 非线性振动的一般解法15-21
• 2.2 非线性振动有限元分析21-25
• 2.3 滞迟振动系统及流固耦合系统的实验与数值模拟方法25-27
• 第三章 滞迟振动系统频响特性研究27-57
• 3.1 简谐激励下响应计算方法28-37
• 3.2 基础激励下钢丝绳减振器物理参数对频响特性的影响37-43
• 3.2.1 频响方程的理论推导37-39
• 3.2.2 数值模拟与分析39-43
• 3.3 简谐力激励下钢丝绳减振器物理参数对频响特性影响43-50
• 3.3.1 频响方程理论分析44-46
• 3.3.2 ABAQUS 数值模拟46-50
• 3.4 其他激励下非线性振动响应50-57
• 3.4.1 随机激励下响应分析50-53
• 3.4.2 冲击激励下响应分析53-57
• 第四章 流体结构耦合系统非线性振动分析57-77
• 4.1 关于流固耦合振动的一般分析57-61
• 4.2 充液柱壳非线性振动分析61-77
• 4.2.1 WEAVER, UNNY 模型与 PAIDOUSSIS, DENISE 模型61-68
• 4.2.2 八自由度模型分析68-77
• 第五章 钢丝绳减振器中的分叉与混沌77-111
• 5.1 混沌理论基础77-81
• 5.2 钢丝绳减振器混沌的初始参数影响分析81-87
• 5.3 钢丝绳物理参数对混沌影响分析87-102
• 5.3.1 线性刚度对相平面及时程曲线的影响分析87-90
• 5.3.2 非线性刚度对相平面及时程曲线的影响分析90-93
• 5.3.3 阻尼对相平面及时程曲线影响分析93-96
• 5.3.4 激励对相平面及时程曲线的影响分析96-99
• 5.3.5 频率对相平面及时程曲线的影响分析99-102
• 5.4 钢丝绳物理参数对分叉曲线影响分析102-108
• 5.4.1 线性刚度对分叉曲线影响分析102-103
• 5.4.2 非线性刚度对分叉曲线影响分析103-104
• 5.4.3 阻尼对分叉曲线影响分析104-106
• 5.4.4 激励对分叉曲线影响分析106-107
• 5.4.5 频率对分叉曲线影响分析107-108
• 5.5 安全盆的侵蚀108-111
• 第六章 总结和展望111-115
• 6.1 总结111-114
• 6.2 展望114-115
• 参考文献115-123
• 附录123-129
• 致谢129-131
• 攻读博士期间发表的论文131

【参考文献】

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本文编号：302371