非均匀张力作用下运动薄膜的稳定性研究

文章研究了非均匀张力作用下运动薄膜的动力特性及其稳定性问题。以轴向运动薄膜为模型,建立非均匀张力作用下运动薄膜的计算模型,推导运动薄膜在面内非均匀张力作用下的运动微分方程,采用微分求积法,建立运动系统的复特征值方程。通过数值求解,得到了系统复频率的实部与薄膜长宽比、速度及张力变化系数的关系曲线,并分析了张力变化系数、长宽比和运动速度等参数对薄膜动力特性及稳定性的影响。     

轴向运动矩形薄膜的横向振动控制

利用有限差分法,导出了轴向运动矩形薄膜横向振动控制系统的状态方程。应用次最优控制法和速度反馈法,对轴向运动矩形薄膜横向振动的控制问题进行了研究,给出了最优控制律,保证了控制系统的稳定性。Matlab仿真结果表明,该方法能够有效地控制轴向运动矩形薄膜的振动,减少控制能量的消耗。     

用无网格法分析弹性约束运动薄膜的振动特性

采用伽辽金无网格法研究了轴向运动薄膜的横向振动特性.建立了运动薄膜的横向振动微分方程,并研究了在弹性约束边界条件下薄膜无量纲复频率与轴向运动速度、边界弹簧刚度之间的关系.数值计算结果表明,用无网格法求解具有弹性约束边界条件下运动薄膜横向振动问题是切实可行的.     

两端固支热弹耦合运动梁的稳定性

目的 研究两端固支耦合热弹运动梁的稳定性.方法 根据D'Alembert原理和考虑变形影响时的热传导方程,得出梁的耦合热弹运动微分方程,采用微分求积法得到特征方程.结果 对两端固支耦合热弹运动梁的复频率进行了数值计算,分析了无量纲热弹耦合因子、无量纲运动速度对梁的临界速度和稳定性的影响.结论 随着无量纲热弹耦合因子的增大,轴向运动梁的前三阶模态的复频率实部增大,一阶模态失稳的临界速度也增大.     

随从力作用下薄膜的非线性自由振动特性研究

本文研究了切向均布随从力作用下运动印刷薄膜的非线性振动特性。基于Von Karman薄板理论推导出轴向运动薄膜非线性振动方程,应用Galerkin方法对振动偏微分方程组进行离散,利用数值法对微分方程进行求解,得到薄膜非线性振动的频率表达式。分析了不同初始条件下,随从力和无量纲运动速度对薄膜振动复频率的影响。该研究可为印刷机的设计、制造以及印刷机的稳定性提供理论指导。     

轴向流动中粘弹性圆柱体的动力特性分析

采用微分求积法,推导了轴向流动中简支Kelvin模型粘弹性圆柱体的特征方程,给出了在不同无量纲延滞时间和质量比下前三阶无量纲复频率的实部和虚部随无量纲流动速度变化的曲线图,并得到了在不同无量纲延滞时间下,圆柱体发生发散失稳及耦合模态颤振的无量纲速度的范围。     

非均匀张力作用下斜支承运动薄膜的振动特性研究

基于陕西北人B624卷筒纸印刷机上运动薄膜的运动稳定性问题,对非均匀张力作用下斜支承运动薄膜的横向振动特性进行研究。基于D’Alembert原理以及直角坐标系与斜坐标系的转化,得到斜坐标系中非均匀张力作用下斜支承运动薄膜的运动微分方程。采用微分求积法对振动微分方程进行离散得到运动薄膜的复特征值方程,得到非均匀张力系数、斜支承角度变化时无量纲速度与无量纲复频率之间的关系曲线,分析各参数对系统稳定性的影响并得到了不同参数下运动薄膜发散失稳的临界速度。     

热弹耦合运动板的振动特性

目的研究热弹耦合运动板的振动特性。方法考虑变形影响时的热传导方程,得出板的耦合热弹运动微分方程,采用微分求积法得到特征方程。结果对热弹耦合运动板的复频率进行了数值计算,分析了无量纲热弹耦合因子、无量纲运动速度对板的临界速度的影响。结论随着无量纲热弹耦合因子的增大,运动板的前三阶模态的复频率实部增大,一阶模态失稳的临界速度也增大。     

绕任意轴旋转的矩形截面弯管流动特性

为了探讨绕任意轴旋转的矩形截面弯管流动规律，利用数值计算的方法研究了绕任意轴旋转的矩形截面弯管内的粘性流动情况，分析了在不同入口距离处离心力和科氏力共同作用下的二次流动、轴向主流的发展变化情况。计算结果表明：对于宽高比λ≤1．0的矩形截面弯管，在距入口的不同距离上，依次有2涡-4涡-8涡-4涡流动结构的变化，最多有四个速度极值区并且都靠近管道的外侧；大曲率、大上Dn数时，F=0轴向速度的极值点靠近管道外侧，F=-1的轴向速度的极值点靠近管道内侧。     

矩形沟槽细薄膜蒸发弯月面区流动特性的研究

本文针对矩形沟槽内细薄膜蒸发弯月面区的流动特性进行了研究。采用伽辽金方法获得了矩形沟槽内液相具有曲面界面边界条件压力分布的解析解。在给定条件下对矩形沟槽细薄膜蒸发弯月面区的压力分布和速度分布进行了计算分析,研究结果表明：减小接触角有助于提高矩形沟槽弯月面区的流动性能。本文的研究结果将为细薄膜蒸发机理的研究提供良好的参考。     

柔性磁带与磁头气膜耦合问题的有限元解

基于一维模型，将磁带近似为带张力轴向运动的Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ梁，而气膜压强用Ｂｏｌｔｚ－ｍａｎｎ方程描述，以适应极低间隙的计算，采用有限元法进行求解，比较了不同间隙时，Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程和卫滑移修正Ｒｅｙｎｏｌｄｓdisplay structure     

Nonlinear Transversal Vibration Analysis of an Axially Moving Viscoelastic Yarn in Tufting Process

The nonlinear transversal vibration of axially moving yarn with time-dependent tension is investigated. Yarn material is modeled as Kelvin model. A partial differential equation governing the transversal vibration is derived from the Newton＇s second law. Galerkin method is used to truncate the governing nonlinear differential equation, and thus the first.order ordinary differential equation is obtained. The periodic vibration equation and the natural frequency of moving yarn are received by applying homotopy perturbation method. As a result, the condition which should be avoided during the tufting process for resonance is obtained.     

超临界平面耦合轴向运动梁的静平衡分岔

运用数值方法研究固定边界条件下,超临界速度范围内的轴向运动梁横向与径向耦合平面的静态平衡位形分岔行为,其中轴向运动梁的静态平衡位形包括直线形状的0解,以及随传输速度分岔得到的曲线形状的非平凡分岔解.在梁的两端固定的边界条件下,运用有限差分法对轴向运动梁平面耦合非线性方程以及对应于非线性平面耦合方程的静态平衡方程作数值解.以铜材料的梁为例,数值求解轴向运动梁耦合平面的静平衡非平凡解,并仿真分析了系统参数对非平凡分岔解的影响.     

非匀速移动载荷刚性路面动力分析

 研究了变速交通荷载下的刚性路面动力。首先,刚性路面被认为是一个矩形的Pasternak地基的弹性支承阻尼正交各向异性板,这种假设,特别是对刚性的路面接头,其中一个可能会发现旋转和垂直剪切变形是十分适用的,矩形板块的边界具有提供垂直支撑和弹性转动约束的支承钢销和拉杆。其次,依据经典薄板理论,给出了平板的横向挠度满足的偏微分方程。由该微分方程,系统的自然频率和模式形状可以用两个超越方程求解。以一个谐变振幅集中载荷表示移动交通荷载,载荷沿路面具有可变的速度。路面的动态响应可以从正交性质的特征方程获得,冲击挠度的解析形式由特征方程的正交特性得到。数值算例结果表明,负载的速度和角频率影响刚性路面最大动态挠度,如果移动交通负载以临界速度行驶,路面的振幅将趋于无穷大,从而导致道路被破坏。用本文方法,通过使用叠加原理,也可以应用于多车道连续负载下的路面动力可靠性分析。     

轴向运动薄板的自由振动分析

首次利用解析法求解了轴向运动薄板的自由振动问题,并对解析结果进行了Galerkin法验证。基于Kirchhoff薄板理论,根据Hamilton原理推导轴向运动薄板自由振动的控制方程,分别采用解析法和Galerkin法求解控制方程,得到了四边简支条件下系统固有频率的解析解和数值解。同时,得到了第一阶临界速度的解析表达式。轴向速度为零时,对比了解析解、Galerkin数值解和ANSYS软件解,三种方法所得结果高度吻合。随后对比了不同速度条件下的解析解与Galerkin解,分析了预应力与临界速度的关系。发现在低速条件下离心力是影响系统振动的主要因素,科氏力影响可忽略;第一阶固有频率的解析解仅适用于低速条件,高阶固有频率的解析解适用的速度范围大。     

移动荷载下刚性路面响应的参数影响分析

应用三维有限元动力学的基本方法 ,结合Newmark积分方法逐步求解运动方程 ,对移动点荷载作用下温克勒地基上板的变形和应力响应进行了分析 .计算了路面的固有频率、临界速度 ,讨论了荷载速度、板参数、地基参数对最大动挠度和拉应力的影响规律 .     

轴向运动Timoshenko固支梁固有频率的数值仿真

运用Galerkin方法和微分求积法求解固支边界轴向运动Timoshenko梁的固有频率.讨论系统的前两阶固有频率随轴向速度、刚度系数变化的情况,并将这2种方法得到的数值计算结果与复模态分析方法得到的精确解进行比较,发现用微分求积法和复模态分析法得到的结果几乎重合,而用Galerkin方法得到的结果在随刚度系数的增加和速度的增大时有所差异.     

轴向运动Timoshenko梁自由振动的数值分析

研究两端简支轴向运动Timoshenko梁的横向振动.利用微分求积方法研究耦合系统的前五阶固有频率随轴向速度变化的情况.数值算例表明网点数对固有频率的影响;通过微分求积法验证了复模态法得到的精确解析结果.     

Supercritical Thermal Configurations of Axially Moving Timoshenko Beams

An exact solution for supercritical thermal configurations of axially moving Timoshenko beams with arbitrary boundary conditions is presented. The geometric nonlinearity and temperature variation of the traveling beams in supercritical regime is considered. Then, the nonlinear buckling problem is solved. A closed-form solution for the supercritical thermal configuration in terms of the axial speed,stiffness and thermal expansion is obtained.Some typical boundary conditions,such as fixed-fixed and pinnedpinned are discussed. More importantly, based on the exact solution,a new anti-symmetric thermal configuration for the fixedfixed axially moving Timoshenko beams is found.