非线性系统动力分析的模态综合技术

各种模态综合方法已广泛应用于线性结构的动力分析,但是,一般都不适用于非线性系统. 本文基于[20][21]提出的方法,将一种模态综合技术推广到非线性系统的动力分析.该法应用于具有连接件耦合的复杂结构系统,以往把连接件简化为线性弹簧和阻尼器.事实上,这些连接件通常具有非线性弹性和非线性阻尼特性.例如,分段线性弹簧、软特性或硬特性弹簧、库伦阻尼、弹塑性滞后阻尼等.但就各部件而言,仍属线性系统.可以通过计算或试验或兼由两者得到一组各部件的独立的自由界面主模态信息,且只保留低阶主模态.通过连接件的非线性耦合力,集合各部件运动方程而建立成总体的非线性振动方程.这样问题就成为缩减了自由度的非线性求解方程,可以达到节省计算机的存贮和运行时间的目的.对于阶次很高的非线性系统,若能缩减足够的自由度,那么问题就可在普通的计算机上得以解决. 由于一般多自由度非线性振动系统的复杂性,一般而言,这种非线性方程很难找到精确解.因此,对于任意激励下系统的瞬态响应,可以采用数值计算方法求解缩减的非线性方程.     

非线性弹性动力学两时端边值问题的变分原理

本文给出了非线性弹性动力学两时端边值问题的某些一般定理及变分原理。     

以环肋加强的圆柱壳在液压作用下的总体稳定

本文给出了以环肋加强的圆柱壳在液压作用下屈曲形态和临界载荷的计算方法.根据组合结构的方法,建立了一组肋和肋间壳段的稳定微分方程组.在肋的截面高度、偏心距、截面总面积ΣF_r、总抗弯刚度ΣE_rI_(G_ra)不变的前提下,而使环肋的数目趋于无穷大,从而得到了作为组合的环肋加强壳的初次近似的正交各向异性壳模型及其弹性关系.可以进一步寻求方程组的级数解,其首项代表零阶近似解,亦即上述等效正交各向异性壳的解,其余各项代表逐次渐近的修正解,或等效壳和真实的环肋加强组合壳解的误差.根据误差的估计可以给出简化为等效各向异性壳的判据.最后给出了算例并与其它作者的方法进行了比较.计算结果表明与实验符合得很好.     

非线性动力系统线性模型数值计算的Taylor变换法

将非线性动力系统化为连续变化的线性系统,并导出任意自治或非自治非线性动力系统的瞬时线性化方程,该线性方程的连续变化描述了系统的全部复杂动力行为.进一步采用Taylor变换法求解系统的线性化方程,得到一种非线性动力系统数值计算的新方法,避免了指数矩阵展开的乘积运算.计算实例表明该方法在不增加计算机时的前提下,精度高于传统的Houbolt,Wilson-θ及Newmark-β等方法.计算了Duffing方程和van　Pol方程的混沌及周期特性.     

多自由度系统复模态理论的摄动方法 (三)非对称系统复特征值问题的摄动迭代法

基于实模态理论和相应特征值计算方法,本文在位形空间中用摄动方法求解非对称系统的复特征值和复模态。为提高精度,增加了一个迭代格式。最后给出算例并讨论了计算精度和收敛性。     

大型转子-基础-地基系统的非线性动力分析

针对实际工程中的大型机组，在线性理论分析基础上，引入转子系统的非线性油膜力项，采用子结构模态综合法，形成一个比较接近实际大型汽轮发电机组的包括陀螺转子-非稳态非线性油膜转承-弹性基础-地基系统的非线性系统计算模型。通过对系统方程进行分块直接积分求解，得到了不同位置的轴承在不同转速和不同转子偏心量下引起的系统非线性动力学现象，为大机组的非线性分析和改进提供较完善的理论分析和计算的基础。     

模型储液罐提离的非线性振动的频率与阻尼的研究

本文介绍了铝制储液罐模型在水平地震台上用多种波形激励下的提离非线性振动的频率和阻尼的实验研究，揭示了提离对罐—液多种移动边界和多种非线性耦合结构的动力特性的影响，同时也考虑了基础特性，液面浮顶条件和多种输入波形的影响。     

线弹性动力学的某些一般定理及广义与广义分区变分原理*

从四维空间思想出发,在四种时端条件下,系统地推导得出了弹性动力学有关的一般定理,如:可能功作用量原理,虚位移原理,虚应力一动量原理,互易定理及由此导出的位移互等定理与始末时刻条件关系定理等;得出了线弹性动力学的位能作用量变分原理,余能作用量变分原理,动力问题的胡-鹫原理,H-R原理及本构关系变分原理.Hamilton原理,Toupin原理及有关文献如[5]、[17]～[24]的工作均可作为文中一般结果的特例.对应于有限元分析.在空间分区,时间分区及时空均分区情况.给出了动力学问题的分区位能作用量原理.分区余能作用量原理,分区混合能作用量原理及相应的分区广义变变分原理.导出了分区原理的一般形式.若去掉时间维及有关量,文中有关结果可转化为静力问题中有关的相应结果.     

Numerical method in dynamic response of nonlinear systems

A kind of modal synthesis techniques, which is applicable to vibration analysis for linear substructures with nonlinear coupling attachments, has been extended to nonlinear dynamic analysis of large complex structural systems^[9]. In this paper, a process is suggested to dynamic analysis of large complex structural systems with nonlinear characteristics of each substructure. At the end of this paper, an example shows the defendable accuracy of the results and high efficiency of this process.This paper was collected in Proceedings of Symposium on Nonlinear Mechanics, Vol. IV, 1982, Wuxi, China (in Chinese).