求匀质杆纵向振动的行波法

求匀质杆纵向振动的行波法陈立群（上海交通大学，上海２０００３０）对于连续体的振动，机械振动教材中通常用分离变量法（驻波法）来研究，将连续体的振动视为无限多个驻波的叠加．这里我们将行波法应用于匀质杆的纵向振动，因而可知有限连续体的振动也可视为无限多个行...     

达朗贝尔法的推广及其在简支梁自由振动中的应用

达朗贝尔法和分离变量法是求解弦、杆、轴的自由振动微分方程（波动方程）的两种基本方法；达朗贝尔法把振动位移处理成运动方向相反的两组无限多个行波的叠加，分离变量法则把振动位移处理成无限多个驻波的叠加，所以亦称前者为行波法，称后者为驻波法．这两种方法所得到...     

达朗贝尔法的推广及其在简支梁自由振动中的应用

达朗贝尔法和分离变量法是求解弦、杆、轴的自由振动微分方程（波动方程）的两种基本方法；达朗贝尔法把振动位移处理成运动方向相反的两组无限多个行波的叠加，分离变量法则把振动位移处理成无限多个驻波的叠加，所以亦称前者为行波法，称后者为驻波法．这两种方法所得到...     

有界弦的行波解及其与驻波解的关系

 有界弦的振动是介绍数学物理方程求解方法和了解 连续体振动、波动运动形态的一个典型例子. 给出了它的行波解, 并揭示了行波 解与驻波解的关系, 可以帮助加深对弦的运动形态的了解.     

两端铰接的细长柔性圆柱体涡激振动响应特性数值研究

目前细长柔性圆柱体涡激振动响应的研究方法主要包括实验方法、计算流体动力学方法以及半经验模型方法. 鉴于实验方法研究成本较高、计算流体动力学方法计算时间较长,本文基于尾流振子模型对线性剪切来流下两端铰接的细长柔性圆柱体涡激振动响应特性进行了半经验模型方法研究. 先建立了柔性圆柱体结构振子以及尾流振子之间的耦合模型,紧接着基于二阶精度中心差分格式对耦合模型先离散后迭代进行求解. 对不同剪切参数下柔性圆柱体涡激振动响应的振动波长、振动频率、振动位移以及响应频率随时间的变化特性等参数进行了分析. 分析结果表明:圆柱体的涡激振动响应由驻波和行波混合组成. 当无量纲弯曲刚度较小时,在圆柱体两端附近,驻波占主导;而在圆柱体中间段附近,行波占主导. 当无量纲弯曲刚度较大时,在圆柱体整个长度区间上均为驻波占主导. 随着剪切参数的增大,振动位移以及振动波长均逐渐减小,而振动频率和频率带宽均逐渐增大.      

不同剪切率来流作用下柔性圆柱涡激振动数值模拟

采用浸入边界法对细长柔性圆柱在线性剪切流条件下的涡激振动进行三维数值模拟。细长柔性圆柱振动采用三维索模型模拟,其两端铰接,质量比为6,长细比为50,无量纲顶张力为496。来流为线性剪切流,剪切率从0到0.024变化,最大雷诺数为250。研究发现:剪切流作用下柔性立管横流向振动表现为驻波模式,而顺流向振动表现为行波-驻波混合模式。随着剪切率增大,振动频谱呈现多频响应,振动能量逐渐向低频转移。阻力系数平均值随着展向变化,脉动阻力系数和升力系数的均方根值均表现为“双峰”模式。流固能量传递系数沿立管轴向的分布表明,振动激励区集中于高流速区,而振动阻尼区多位于低流速区。剪切率较小时,圆柱的泻涡为平行交叉模式;剪切率较大时,圆柱的泻涡为倾斜泻涡模式,且由于泻涡频率沿立管轴向变化,尾流发生涡裂现象,形成泻涡频率不同的胞格结构。      

随机连续杆纵向振动系统的频率可靠性分析

根据随机连续杆纵向振动系统的固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则，定义了随机连续杆纵向振动系统的可靠性模式和系统的可靠度，提出了避免共振的频率可靠性分析方法，对随机连续系统共振问题的准失效分析方法进行了探索。     

颇具特色的教材《振动力学》

由高等教育出版社出版的普通高等教育“九五”教育部重点教材《振动力学》,是经教育部工程力学专业教学指导委员会审定出版的．该书的首位作者是上海交通大学博士生导师刘延柱教授．《振动力学》第一个显著特色是在内容体系编排上将线性振动和非线性融为一体．为教学上便于接受,在基本部分内仅用直观的定性分析方法（如相平面法）和简单的近似解析方法（如谐波平衡法）讨论非线性振动．单自由度系统自由振动和受迫振动两章统一处理线性振动和非线性振动,将前者作为后者的特例,自激振动一章着重从物理概念上说明非线性现象．多自由度系统…     

多自由度振动系统的一类凸集响应

对激励用凸集合建模的线性时不变振动系统定义了响应集的概念，将多自由度振动系统的凸集响应问题转化成寻求响应集的问题，从而降低了求解的难度．并提出了求解一类凸集载荷的响应集的支撑超平面法．对有限时刻的响应集，导出了求任意方向边界点的解析解，而对无限时刻的响应集，建议了一种求任意精度的凸多胞形近似的方法．最后给出了一个实例，得到了不同时刻的响应集，并将凸集响应与谐波响应及非平稳随机响应作了对照     

锅炉省煤器和空气预热器振动可靠性分析的研究

提出了锅炉尾部受热面的振动可靠性分析方法。该方法把卡门漩涡频率和声学驻波频率处理为随机变量，使用概率设计法确定锅炉省煤器和管式空气预热器避开声振动的可靠度。文中给出了管式空气预热器振动可靠性分析的实例。     

圆柱涡激振动的结构-尾流振子耦合模型研究

建立了一个新的结构-尾流振子耦合模型. 流场近尾迹动力学特征被模化为非线性阻尼振子,采用van der Pol方程描述. 以控制体中结构与近尾迹流体间受力互为反作用关系来实现流固耦合. 采用该模型进行了二维结构涡激振动计算,得到了合理的振幅随来流流速的变化规律和共振幅值,并正确地预计了共振振幅值$A_{\max}^\ast$随着质量阻尼参数$\left( {m^\ast + C_A } \right)\zeta$的变化规律,给出了预测$A_{\max }^\ast$值的拟合公式. 采用该模型计算了三维柔性结构在均匀来流和简谐波形来流作用下的VIV响应. 结构在均匀来流作用下振动呈现由驻波向行波的变化过程, 并最后稳定为行波振动形态.在简谐波形来流作用下,结构呈现混合振动形态,幅值随时间呈周期变化.      

《趣味振动力学》简介

本书以通俗有趣的方式讲述振动力学,包括线性振动的传统内容,从单自由度振动到多自由度和连续体振动,也涉及非线性振动,如干摩擦阻尼、自激振动、参数振动和混沌振动等内容.在叙述方式上力图避免或减少数学公式,     

一种用于旋转调制技术的微型超声电机定子

微型超声电机是实现旋转调制技术在微小型惯导上应用的关键部件,薄膜型MEMS超声电机是微型旋转调制技术的理想载体,然而现有MEMS超声电机存在着纵向稳定性和转速稳定性较差、晃动干扰大的问题,难以满足旋转调制需求。为解决该瓶颈问题,提出了一种基于MEMS制造工艺的工作在B15模态下的行波微型超声电机定子结构,设计悬空式圆环形定子结构,对定子薄膜型锆钛酸铅（PZT）层进行分区激励来获取两相正交驻波,以提高驻波模态频率匹配度;采用边缘引线和边缘支撑方式,以减小引线磨损。所设计定子结构包括半径为3 mm的环形Si基底,20个PZT分区、Pt电极和20根支撑梁;有限元仿真结果表明,该结构能够产生两相几乎对称且相位上相差四分之一波长的驻波,两驻波模态匹配度约100%,并验证了该结构下定子能够形成高质量标准行波,可为旋转调制技术提供稳定的驱动力矩。     

一类弱非线性振动问题的插值摄动解法

用插值摄动法［１］求解一类有阻尼的弱非线性振动问题。算例表明，当小参数很小时，本文结果和多尺度法的一级近似结果十分接近。当小参数不是很小时（即接近于强非线性振动时），本文结果，仍然相当准确，并优于多尺度法的一级近似结果。     

点弹性碰撞问题之解析解

把处于碰撞状态下之碰撞体与靶体看作是一个振动体系，于是可把弹性碰撞问题转化成该体系在部分体系（碰撞体）具有初始扰动速度下的振动响应问题而纳入常规的振动分析范畴．典型示例表明用这种对策可以方便地得到与波动解完全相同的结果．     

转子扭转-纵向耦合振动分析

针对某转子的模型,分析了扭转-纵向耦合振动.计算结果表明:设置转子预应力与旋转时的离心力相对应,其扭转振动频率将随预应力的增大而增大.转子纵向振动频率不受该预应力的影响,这是因为转子旋转时预应力的方向与轴线垂直.随着转子旋转时预应力的变化,扭转振动频率接近纵向振动频率,出现扭转-纵向耦合振动.     

车-桥-线竖平面振动及其能量转化机制精细建模

建立了考虑车-桥(线)纵向振动及其能量相互转化机制的竖平面内精细耦合运动方程.将车-桥(线)视为一个整体系统,车辆各剐体的纵向运动均作为独立的自由度,考虑到车-桥(线)纵向振动及其能量相互转化机制,车辆驱动或制动作用采用轮轨间的纵向相互作用力和轮对作用力矩模拟,桥梁、线路结构采用梁单元离散,线路与桥梁之间的钢轨基础采用竖向和纵向的均布弹簧阻尼连接,建立了竖平面内精细耦合运动方程,它可合理模拟车桥(线)间能量相互转化的过程.简支梁桥算例表明:车辆在桥上无驱动或制动运行过程中,不考虑轨道结构时车速先增加后减小,而考虑轨道结构时车速只有减小的趋势,轮对还发生了高频的纵向振动,且车体和轮对的纵向振动对轨道竖向不平顺较为敏感;此外,考虑轮轨滚动碾压作用和能量转化机制时,钢轨加速度响应略偏大.本文研究可为实际车辆动态变速运行的模拟和更精细空间耦合模型的建立提供研究基础.     

流固耦合振动问题的普遍方程与解法

本文研究了在一般正交曲线坐标下，分别就理想不可压缩流体与粘性流体两种不同情况时的流固耦合振动。综合运动了混合座标法（动－－静坐标法）及曲面映射方法，考虑了原来难以描 流体自由表面和流固耦合面的运动情况，并保持了方程中的非线性项，从而获得了一组较为切合实际的方程，以描写流固耦合振动的性态。讨论了由Ｍ个弹性 本（或弹性板）组成的容器与流体耦合振动的方程的解法，并举例说明这类问题的方程的具体形式与解当，     

列车-桥梁(轨道)系统振动方程解的适定性分析

将列车桥梁（轨道）视为整体系统，列出轮轨衔接条件，运用弹性系统动力学总势能不变值原理和形成系统矩阵的“对号入座”法则，建立车桥（轨）系统振动方程，从而得到车桥（轨）系统振动方程的适定解。     

不同剪切率来流作用下柔性圆柱涡激振动数值模拟

采用浸入边界法对细长柔性圆柱在线性剪切流条件下的涡激振动进行三维数值模拟.细长柔性圆柱振动采用三维索模型模拟,其两端铰接,质量比为6,长细比为50,无量纲顶张力为496.来流为线性剪切流,剪切率从0到0.024变化,最大雷诺数为250.研究发现:剪切流作用下柔性立管横流向振动表现为驻波模式,而顺流向振动表现为行波与驻波混合模式.随着剪切率增大,振动频谱呈现多频响应,振动能量逐渐向低频转移.阻力系数平均值随着展向变化,脉动阻力系数和升力系数的均方根值均表现为"双峰"模式.流固能量传递系数沿立管轴向的分布表明,振动激励区集中于高流速区,而振动阻尼区多位于低流速区.剪切率较小时,圆柱的泻涡为平行交叉模式;剪切率较大时,圆柱的泻涡为倾斜泻涡模式,且由于泻涡频率沿立管轴向变化,尾流发生涡裂现象,形成泻涡频率不同的胞格结构.