纯平荫罩振动固有频率的研究

在高清晰度电视(HDTV)用的纯平彩色显像管中，由于荫罩的振动从而导致图像色纯度的降低．首先讨论了纯平荫罩振动的固有频率各种分析方法，然后应用弹性力学的基本理论，在建立薄膜横向振动基本方程的基础上，分析了纯平荫罩在四边简支条件下振动的固有频率和振型问题，得出了纯平荫罩振动频率的精确解，实例应用表明，在四边简支条件下的计算结果与实验结果基本一致，说明该方法确定纯平荫罩的振动固有频率是可行的、有效的，所得结果为减小荫罩振动进而对其结构参数进行优化设计提供了依据。     

各向异性任意四边形板的自由振动

本文通过坐标变换写出了各向异性任意四边形板的振动能量方程。计算了四边简支的矩形、菱形及梯形等板的固有频率。方法具有一般性,精度令人满意。     

具有粘滞阻尼与非线性结构阻尼的四边固支板的振动响应

本文以正则化的完全满足四边固支板边条件的广义傅立叶坐标基f_i(x,y)为基函数,将各阶振型展成广义傅立叶级数,求解了四边固支板在无阻尼情况下的自由振动。以后,以应力应变滞后一位相v的非线性结构阻尼模型,建立了粘滞阻尼和结构阻尼共同影响下的振动微分方程,求得了它的自由振动解,正弦响应和随机响应。已编制程序,对长短比为a/b=2的板进行了计算。结果表明:低阶频率和振型收敛较快,较高阶频率则要取足够的项数,方能有较为令人满意的结果。     

用薄膜替代法计算薄板的自振频率

本文提出了薄膜替代法,可用以计算等厚度匀质简支薄板的自振频率.对于文克勒地基上的多边形板,其振型方程▽~4W-(r~4-K)·W=0与薄膜振型方程▽~2W+r~4-K~(1/2)· ...     

四边简支正交各向异性圆柱扁壳的后屈曲和非线性振动

本文在几何非线性三维弹性理论的基础上,通过量级分析导出了考虑横向剪切效应的正交各向异性纤维增强复合材料扁壳的基本方程,并应用伽略金方法求得了四边可动简支正交各向异性圆柱形扁壳后屈曲变形和非线性自由振动问题的数值解。计算结果表明:对于复合材料而言,横向剪切效应是值得注意的。     

加热压电纤维复合材料圆板的横向自由振动

基于经典薄板理论和极正交各向异性材料的本构理论,建立了加热压电纤维复合材料圆板的线性振动控制微分方程。采用打靶法分别获得了加热压电纤维复合材料圆板在周边固支和简支情况下,无量纲固有频率随温度和电场强度变化的关系曲线,并分析了压电纤维体积分数、刚度参数、电场强度和温度变化对压电纤维复合材料圆板无量纲固有频率的影响。结果表明,一定体积分数或者电场强度下,压电纤维复合材料圆板的无量纲固有频率都随温度的升高而单调下降;同一温度下,刚度参数越小,无量纲固有频率越低;电场强度越大,无量纲固有频率越高。     

功能梯度变截面梁自由振动和稳定性研究

基于忽略了梁截面剪切变形和转动惯量效应的Euler-Bernoulli梁理论,研究了轴向力作用下轴向功能梯度变截面梁的横向自由振动问题,将轴向功能梯度Euler-Bernoulli梁自由振动固有频率和临界荷载的计算转化为变系数常微分方程特征值问题。运用插值矩阵法可一次性计算出轴向功能梯度变截面梁各阶振动固有频率和临界荷载,分析了轴向荷载对轴向功能梯度Euler-Bernoulli梁自由振动固有频率的影响,即轴向压力使梁的第1阶固有频率降低,轴向拉力使梁的第1阶固有频率增大。在简支-简支梁(H-H)边界条件下、不同截面宽锥度系数c_b和截面高锥度系数c_h,且区间划分点数n为40时,本文计算结果与已有文献计算结果之间的最大相对误差不超过0.00768%;在简支-简支梁(H-H)、固端-自由梁(C-F)、固端-固端梁(C-C)这三种不同边界条件下,不同c_b和c_h,且n为40时,最大相对误差不超过0.101%,说明了本文方法的有效性和良好的计算精度。     

基于Cosserat理论的四边简支自由振动微平板尺度效应研究

微观下材料内部结构将极大地影响材料的力学性能,对微纳米器件中典型的微平板结构尺度效应进行研究具有十分重要的意义.论文基于Cosserat理论推导出了微平板自由振动的微分方程,并根据四边简支边界条件假设振型函数,给出了固有频率的计算公式,对不同尺寸微平板固有频率的尺度效应进行了仿真分析.结果表明,考虑了尺度效应的微平板自由振动固有频率要高于经典理论中的固有频率.当特征长度与微平板厚度大小相当时,微平板固有频率表现出明显的尺度效应,并随着特征长度的增加而增大.同时,自由振动的尺度效应将随着微平板厚度的减小而逐渐增强,振动模态及长宽比不影响尺度效应.论文的研究将为微结构与系统的应用提供一定的理论基础.     

正交各向异性的多层、夹层和加筋扁壳的弯曲、稳定和振动

本文在文献[1]的基础上,探讨了四边简支的正交各向异性的多层、夹层和加筋的矩形扁壳,在考虑沿壳厚方向剪切变形时的应力、变形、稳定和固有振动频率的分析和计算问题。给出了复合材料扁壳(1)在薄膜力N_x~0,N_y~0,N_(xy)~0作用下临界载荷的算式;(2)在各种外载荷q_x,q_y,m_x,m_y,q_z作用下应力和变形的算式;(3)在初始薄膜力作用下,考虑惯量,Q和I时固有振动频率的算式。根据这些算式编成计算程序,即可计算在给定参数下所需的结果,也可变化参数以寻求最佳的设计方案。本文采用u_0,v_0,γ_x,γ_y和w作为广义位移,所得算式适用于各种剪切刚度的情况。对于经典理论的情况,也给出了相应的算式。     

构造上正交各向异性凹凸板等效刚度的研究

针对构造上正交各向异性凹凸板等效刚度的研究问题,考虑经典弹性薄板理论和凹凸板的几何周期特性,划分出了以凸起为中心的典型单元,首先研究了典型单元的刚度特性,再通过刚度组合方法得到了凹凸板的等效弯曲刚度;然后以四边简支正交各向异性凹凸板为例,基于经典薄板理论中纳维二重三角级数推广到正交各向异性板的解,利用本文的等效刚度公式分别计算了在集中载荷作用下板的挠度和其自身的固有频率。计算结果与ANSYS有限元的模拟结果进行对比,理论计算与有限元模拟结果一致,验证了本文等效解析方法的合理性和精确性。最后讨论了凹凸板的各项尺寸参数对刚度等效精度的影响,并对其原因进行了分析。本文给出的等效刚度解析方法便于工程应用,尤其在应对大规模凹凸板刚度求解中具有计算简便的优点,研究结果对凹凸板静力学和动力学的研究以及实际工程应用具有重要的指导意义。     

完整航空双联斜齿圆柱齿轮的三维有限元动力分析

本文根据(1)文中提出的方法,在微机上计算了一具有2160个自由度的完整航空双联齿轮的前12阶固有频率及振型。通过采用不同的计算模型,研究了轴、辐板布置及尺寸对该齿轮固育频率及振型的影响。计算结果表明,轴主要影响圆柱齿轮的扭转振动频率,斜辐板布置形式不但增加了齿轮的轴向刚度,而且使整个齿轮的固有频率较同样尺寸下的直辐板齿轮的固有频率大大增加。     

考虑翘曲效应的圆柱螺旋弹簧的振动分析

以空间曲梁理论为基础对簧丝截面为矩形的圆柱螺旋弹簧的自由振动特性进行了研究. 在弹簧的运动微分方程中, 所有的位移函数和广义翘曲坐标均定义在横截面的形心主轴上, 同时考虑了翘曲变形对弹簧固有频率的影响. 通过精确地应用符号运算软件MATHEMATICA可以得到振动模态的显式表达式, 固有频率则可用搜索的方法来确定. 在较宽的范围内, 给出了各种参数变化, 如簧丝截面的宽高比(a/ b = 0.6 ~ 1.7)、螺旋角(\bar {\alpha } = 5^\circ ~ 12.5^ \circ)、弹簧工作圈数(n = 6 ~ 12)和圆柱螺旋线半径(R = 4~ 10mm)对固有频率的影响. 为了证明解析法的有效性, 对两端固支和一端固支、一端自由矩形截面圆柱螺旋弹簧的固有频率和振动模态进行了求解, 并同ANSYS三维实体单元(Solid45)的结果和文献的结果进行了比较. 计算表明: 用解析方法得到的解和用数值方法得到的结果吻合得很好.      

“论两种不同正交异性楔弹性接触”中应力奇异性

一般楔形体受面力作用时,其应力及位移有时会变为无限大。本文继续[1]的工作,分析均匀正交异性楔和两种不同正交异性复合楔的应力奇异性问题。由于假定了G_(rθ)=((E_rE_θ)/(1/2))/(2(1+(μ_(rθ)μ_(θr))/(1/2)),可用解析法得到应力奇异阶次为γ~(-s)型。对于均匀正交异性楔s只与材料弹性模量比值平方根kl=(E_θ/E_r)/(1/2)有关;对于正交异性复合楔,当k＇=k＇＇,s与复合楔中材料剪切模量比值e(=G_(rθ)~＇/G_(rθ)~＇＇)是无关的。     

正交各向异性园柱形薄壳在任意边界条件下的自由振动问题

本文以Cheng氏理论为基础,给出正交各向异性园柱壳自由振动的基本微分方程式.利用长度待定法,得到壳体在任意边界条件下固有频率与壳长关系的精确解. 引进简化条件,导出壳体在α)|λ_i~2|和n~2为相同数量级、b)|λ_i~2|<相似文献   

基于振动理论的索力求解的一个实用计算公式

将固支欧拉梁的振型函数作为两端固结拉索的振型函数,运用能量原理,推导该类拉索的索力实用计算公式.根据频率特征方程的解随频率阶次的变化规律,引入频率阶次参数,化简实用公式并将其与两端简支拉索的计算公式统一起来,从而建立了一个形式简单、所需计算参数少而又具有较高精度的索力计算公式.使用该公式可在测试现场快速、方便、准确地识别出不同长细比、抗弯刚度、边界条件拉索的索力.     

湿热环境对挖补修理后复合材料层合板振动特性的影响

通过对湿热环境下阶梯挖补胶接修理后碳纤维/双马树脂(T300/QY8911)层合板振动特性的分析,探究了挖补修理后碳纤维/双马树脂层合板在不同湿热效应下的振动特性。基于Mindlin-Reissner板理论与最小势能变分原理,在考虑湿热效应前提下,推导了正交各向异性复合材料层合板的本构关系及四边简支条件下的自由振动控制方程;其次,利用ABAQUS软件建立了三维黏弹性有限元挖补修理模型,应用Fortran语言将湿热耦合下的应力-应变本构关系编入UMAT二次开发文件中,采用三维八节点五自由度等参单元进行了离散。通过与参考文献对照,验证了胶接修理后T300/QY8911层合板有限元模型和编译的湿热环境下UMAT子程序的合理性与有效性。算例结果表明:湿热环境对挖补修理后层合板固有频率的影响比对完整层合板严重;温度对材料性能的影响大于湿度;相比于材料性能变化对振动特性的影响,湿热残余应力对胶接修理后层合板振动特性的影响占主导;参考环境下,胶接修理后层合板的固有频率增大;湿应力对层合板固有频率的影响大于热应力。     

确定矩形底四边简支或滑动固支扁壳在任意法向载荷作用下应力函数边界值φ_Γ的计算公式

本文提出了适用于任意曲面形状的矩形底四边简支或滑动固支扁壳在任意法向载荷作用下确定应力函数边界值φr的一般计算公式,从而明确了根据以φ及w为未知量的基本微分方程来进行计算时对边界条件的提法。此外对基本微分方程在φr不为零时的解法提供了简捷的处理方法。     

多跨管道流固耦合振动的波传播解法

采用Timoshenko梁模型提出了求解多跨管道流固耦合振动的波动方法.借助边界处的几何连续条件和力平衡条件,得到了波在固支、简支和自由三种端部条件下的反射模型;建立了波在中间弹性支撑处的散射模型;结合以上散射模型,得到了多跨管道流固耦合振动的频率特征方程;通过计算两端简支管道的临界流速,验证了所建立模型的正确性.最后,计算了一段40m长、七跨管道在三种工况下的前五阶固有频率.计算结果表明:波传播方法具有易于编程、执行效率高和计算精度高的优点.     

火炮身管横向振动分析

确定身管的固有频率与振型是研究火炮振动最基本的问题。本文研究了身管在射击平面内横向固有振动的解析解,导出身管的各阶固有频率与固有振型的通用修正计算公式,与建立有限元模型相比,用此式估算身管固有特性简便快捷,实例表明该式也具有较高的计算精度。     

四边转角约束正交异性板的临界载荷

考虑横向剪切变形的影响和四边弹性转角约束的边界条件,给出了一种求解正交异性板临界应力的方法。弹性转角约束的极限情况就是简支和固支。应用本给出的方法,在几种退化的情况下,对若干矩形板进行计算,并与现有献进行了比较,结果吻合较好,从而验证了中给出的方法。