轴向变速运动粘弹性弦线横向振动的复模态Galerkin方法

在考虑初始张力和轴向速度简谐涨落的情况下,利用含预应力三维变形体的运动方程,建立了轴向变速运动弦线横向振动的非线性控制方程,材料的粘弹性行为由Kelvin模型描述．利用匀速运动线性弦线的模态函数构造了变速运动非线性弦线复模态Galerkin方法的基底函数,并借助构造出来的基底函数研究了复模态Galerkin方法在轴向变速运动粘弹性弦线非线性振动分析中的应用．数值结果表明,复模态Galerkin方法相比实模态Galerkin方法对变系数陀螺系统有较高的收敛速度．     

微分本构粘弹性轴向运动弦线横向振动分析的差分法

给出了微分本构粘弹性轴向运动弦线横向振动数值仿真的一种差分法．文中建立了具有微分本构的粘弹性运动弦线的横向振动模型;通过对系统的控制方程和本构方程在不同的分数节点离散,得到一种新的差分方法．利用这一方法,弦线振动方程的数值计算过程可以交替地显式进行,且有较小的截断误差和好的数值稳定性．与通用的方法比较,新的方法计算简单、方便．文中利用方程的不变量检验了数值结果的可靠性,并利用这一方法给出了一类弦线模型的参数振动分析．     

低重环境下液体非线性晃动的稳态响应

在俯仰激励作用下,圆柱贮箱中液体晃动存在平面运动、旋转运动和平面运动中的旋转运动等,而这些运动的稳定、不稳定区间的分界线与贮箱的半径、充液深度、重力强度、表面张力系数和晃动阻尼等基本系统参数有关．据此,首先建立了液体非线性晃动的微分方程组,并借助变分原理建立了液体压力体积分形式的Lagrange函数;然后将速度势函数在自由液面处作波高函数的级数展开,通过变分从而导出自由液面运动学和动力学边界条件非线性方程组;最后用多尺度法求解非线性方程组,就重力强度对圆柱形贮箱中液体非线性晃动的全局稳态响应的影响进行了详细的理论分析,并发现系统软硬特性的变化、跳跃和滞后等非线性现象．     

轴向运动粘弹性板的横向振动特性

研究了轴向运动粘弹性矩形薄板的动力特性和稳定性问题．从二维粘弹性微分型本构关系出发,建立了轴向运动粘弹性板的运动微分方程．采用微分求积法,对四边简支、一对边简支一对边固支两种边界条件下粘弹性板的无量纲复频率进行了数值计算．分析了薄板的长宽比、无量纲运动速度及材料的无量纲延滞时间对其横向振动及稳定性的影响．     

轴向运动三参数黏弹性梁弱受迫振动的渐近分析

研究了轴向运动三参数黏弹性梁的弱受迫振动．建立了轴向运动三参数黏弹性梁受迫振动的控制方程．使用多尺度法渐近分析了运动梁的稳态响应,导出了解稳定性边界方程、稳态振幅的表达式以及稳态响应非零解的存在条件．依据Routh-Hurwitz定律决定了非线性稳态响应非零解的稳定性．     

非线性梁结构的参数振动稳定性及其主动控制

采用压电材料研究了参数激励非线性梁结构的运动稳定性及其主动控制,通过速度反馈控制算法获得主动阻尼,利用Hamilton原理建立含阻尼的立方非线性运动方程,采用多尺度方法求解运动方程获得稳定性区域．通过数值算例,分析了控制增益、外激振力幅值等因素对稳定性区域和幅频曲线特性的影响．分析表明:控制增益增大,结构所能承受的轴向力也增大,在一定范围内结构的主动阻尼比也增加;随着控制增益的增大,响应幅值逐渐降低,但所需的控制电压存在峰值点．     

轴向运动梁的横向振动分析

论述了轴向运动梁横向振动问题以及研究轴向运动梁横向振动问题的方法,指出对轴向运动梁横向振动问题研究中存在的一些错误并进行了更正.针对一端可看作固定边界条件的轴向运动悬臂梁,基于连续体的模态叠加法,推导出含自重效应的轴向运动梁动力响应的计算公式,进行实例计算,并对计算结果进行了详细的讨论,得出影响轴向运动梁振动响应的因素主要有速度和运动方向.     

两自由度非线性振动系统周期运动及其稳定性研究

运用Liapunov函数方法,对一类两自由度非线性振动系统周期运动及其稳定性进行了研究,得到了存在唯一渐近稳定的周期解的充分条件.     

随机窄带噪声作用下非线性碰撞振动系统的稳态响应研究

研究了随机参激作用下一个非线性碰撞振动系统的随机响应.基于Krylov-Bogoliubov平均法,借助第一类改进的Bessel函数,得到了决定平凡解的几乎确定稳定性的最大Lyapunov指数.模拟结果发现,碰撞振动系统的最大Lyapunov指数特性不同于一般的非碰撞系统,其最小值为负.同时,在确定性情形下,得到了骨架曲线方程和不稳定区域的临界方程.进一步,利用矩方法,讨论了系统的一阶和二阶非平凡稳态矩,发现了碰撞振动系统中有频率岛现象的存在.最后,借助FokkerPlanck-Kolmogorov方程,利用有限差分法,讨论了碰撞振动系统中存在的随机跳现象.在随机强度较小时,稳态概率密度集中于响应振幅的非平凡分支;但是随着随机强度的增加,平凡稳态解的概率会变大.     

线性分数阶强迫振动的稳态响应

利用分数阶导数算子-∞D_t~β研究线性分数阶振动系统在谐波激励下的稳态响应.采用复指数函数形式的谐波激励,利用待定函数法得到与激励同频率的稳态响应,以及幅频关系和相频关系.讨论了分数阶导数项对刚度和阻尼的影响.     

轴对称圆板(含叠层板)的三维非线性分析

本文提出了轴对称固支圆板(含叠层板)受均布横向载荷作用下的三维非线性摄动解答.文中所考虑的是一种中等大挠度的几何非线性,并采用一种发展的摄动方法对复杂的三维非线性平衡微分方程进行求解.该方法的基本思想是以二维解答为基础,对板的厚度参数进行摄动而求得相应的三维解答.文中给出了一般板及叠层板的三维非线性理论结果及数值结果,并图示出了各个应力的分布情况.而且,该三维非线性结果能退化为完全一致的相应的二维板理论非线性结果.结果表明,该方法对板的三维非线性分析是一种行之有效的方法.     

变速度轴向运动粘弹性梁的动态稳定性

研究速度变化的轴向运动粘弹性梁在亚谐波共振及组合共振范围内的参数振动．通过平均法,在运动参数激励频率为2倍固有频率或为两阶固有频率之和附近时得到了自治的常微分方程组．在参数激励频率和激励振幅平面上,可以找到由于共振而产生的失稳区域,并应用数值方法验证了理论推导结果的正确性．分析了粘弹性阻尼,速度和预紧张力对失稳区域的影响．粘弹性阻尼使得共振失稳区域减小,而速度和预紧张力使共振失稳区域在频率-振幅平面上发生漂移．     

平带驱动系统耦合振动的模态分析

使用模态分析的方法研究平带驱动系统的耦合振动．平带驱动系统是由连续的可模型化为弦线的平带,离散的滑轮和一个张紧臂组成的混合系统．从控制方程推导得到了系统的特征方程．通过数值计算,研究了轴向运动速度和初始张力对系统频率的影响．     

气体钻井钻柱气固耦合横向振动数学模型的建立与控制

根据钻柱力学和动量守恒基本理论,建立了考虑气体钻井液对钻柱内外耦合影响时的钻柱横向振动模型,此模型与一般的梁式结构的振动模型不同,它包含了钻柱轴力、钻柱内注入压力、环空压力和钻柱内气体对钻柱振动的影响.同时给出边界条件和初始条件.通过把系统外激励函数当作控制变量,利用Banach空间几何性质证明了此系统存在唯一最优控制元.     

Exact Boundary Controllability for the Spatial Vibration of String with Dynamical Boundary Conditions

This paper deals with the spatial vibration of an elastic string with masses at the endpoints. The authors derive the corresponding quasilinear wave equation with dynamical boundary conditions, and prove the exact boundary controllability of this system by means of a constructive method with modular structure.     

用线法分析中厚板的振动与稳定性问题

发展了基于胡海昌中厚板的振动与稳定性理论等特征值问题的线法.利用常微分方程(ODE)技巧给出求解固有频率及临界荷载的标准非线性ODE体系,并采用所谓初始特征函数法通过ODE求解器(Solver)直接解出指定的任一特征值,而不依赖于振型正交性等条件.算例表明,本文方法是有效和可靠的.