受控多体系统传递矩阵法

为用多体系统传递矩阵法解决受控多体系统动力学问题,该文引进控制激励单元传递矩阵和控制反馈单元传递矩阵,建立了受控多体系统传递矩阵法,解决延迟受控多体系统和无延迟受控多体系统动力学问题,使得受控多体系统传递矩阵法应用于复控多体系统动力学领域。实例计算延迟和无延迟受控多体系统的稳态运动和瞬态运动。计算表明：受控多体系统传递矩阵法与通常方法所得系统运动计算结果吻合较好。     

高速电主轴转子系统临界转速的计算与分析

目的为减小传统传递矩阵法计算高速电主轴转子系统临界转速产生的误差,分析高转速对主轴系统的影响,解决传统矩阵法运算精度降低的问题.方法以170SD30电主轴作分析对象,考虑陀螺力矩和剪切等影响因素,利用Riccati传递矩阵法建立电主轴理论模型,同时运用Matlab编程并计算高速电主轴前3阶临界转速和固有频率等动力学参数.结果仿真数据与实验数据对比,Riccati传递矩阵法与实验结果最大误差为7.2%,比传统传递传递矩阵法精度提高了2.3%.结论验证了Riccati传递矩阵法准确性与可行性,提高了传递矩阵法的计算速度与计算稳定性.     

用扩展传递矩阵法计算多体系统的稳态响应

以一个简单的多体系统为例,介绍了用于计算多体系统稳态响应的扩展传递矩阵法。建立了等截面Euler—Bernoulli梁的扩展传递矩阵。通过依次拼凑各个元件的扩展传递矩阵,形成系统的总体扩展传递矩阵,代入边界条件,然后求解代数方程组即可得到系统的稳态响应。对比模态叠加法的求解结果和计算过程,扩展传递矩阵法具有过程简单、计算量小、易编程等优点,且无需建立系统的总体动力学方程。扩展传递矩阵法特别适合于计算多体系统的稳态响应,能直接得到稳态响应的解析表达式。     

基于Riccati传递矩阵法的线性树形多体系统特征值求解

为了提高多体系统传递矩阵法求解线性树形多体系统特征值时的数值稳定性,研究了基于Riccati变换的线性树形多体系统特征值求解方法。建立了元件输入输出端的Riccati传递矩阵递推关系;从树形系统各输入端开始沿传递路径依次求得了各元件联接端的Riccati传递矩阵,并建立了用Riccati传递矩阵表示的系统特征方程;建立了消除系统特征方程极点的方法,从而可以增大求解特征方程时的搜索步长。数值算例计算结果与有限元法计算结果对比验证了该文方法的正确性,与通常多体系统传递矩阵法计算结果对比表明了本文方法具有较高的数值稳定性。     

计算多转子系统临界转速的整体传递矩阵法

提出了整体传递矩阵法中耦合单元的概念，导出了各向同性和各向异性耦合单元的传递矩阵，并给出了几个算例。整体传递矩阵法是取各转子状态向量的集合作为系统的状态向量，各转子同时对系统状态向量进行传递，求得多转子轴系的整体传递矩阵方程，代入整体边界条件进行求即可得到多转子轴系的临界速。与子结构传递矩阵法相比，整体传递矩阵法不必将多转子系统在耦合单元处分割开来，示引入未知内力和位移，也不必建立分割处的平衡方程或变形协调条件。     

燃气轮机齿轮耦合转子系统的动力学特性

在考虑滑动轴承的基础上,利用传递矩阵法分别建立了两单轴转子的弯曲振动分析模型,推导了人字齿轮耦合单元的传递矩阵,应用整体传递矩阵法建立了人字齿轮转子系统的弯扭耦合振动分析模型,对某燃气轮机齿轮-转子-轴承系统进行了振动特性分析。通过数值计算与分析,获得齿轮转子系统的特征值、对数衰减率及临界转速。结果表明该齿轮-转子-轴承系统的工作转速远离临界转速,具有工作的稳定性和安全性。     

用整体传递矩阵法计算旋转机械整机固有频率特性

工程中分析多转子系统固有特性常采用子结构传递矩阵法,由于具体结构的复杂性和多样性,用子结构法计算时处理繁琐,编制通用程序困难.为克服子结构传递矩阵法的缺点,给出了整体传递矩阵法计算过程.取各转子状态向量的集合作为系统的状态向量,将各转子通过耦合单元联接起来,该方法不会引入未知内力和位移,也不必建立分割处的平衡方程或变形协调条件.推导了各向同性耦合单元的传递矩阵,并进行了算例验证.由计算结果可见,整体传递矩阵法计算精度较高,它保持了传递矩阵法编程简单、计算工作量小和运算速度快的特点,为开发通用软件提供了有效的方法.     

转子系统固有频率的传递矩阵计算方法及其MATLAB实现

文章介绍了计算多自由度转子系统固有频率的传递矩阵法,以及用于实现该算法的Prohl法和Riccati法的推导过程。利用Matlab强大的绘图计算功能和改进的Riccati传递矩阵法所具有的良好的数值稳定性,避免了传统的Prohl传递矩阵法在计算过程中的丢根现象,提高了整个转子系统分析运算的精度。并用Matlab对各算法的数值稳定性进行了分析。     

连续板自由振动的传递矩阵法

提出了连续板自由振动的传递矩阵法．用解析法导出了板单元的传递矩阵公式，再运用传递矩阵原理建立起连续板的整体传递矩阵公式．该法具有分析简单、计算量小，可在微型计算机上实现的优点．最后，给出了一些计算结果     

基于有限元的空间变截面梁传递矩阵

采用有限元法来推导了空间变截面梁单元的传递矩阵。在推导空间变截面梁单元的刚度矩阵时,在位移列阵中增加了一项位移值:轴向拉压应变,以提高位移插值函数的阶数。并采用高次多项式位移插值函数来推导空间变截面梁单元的刚度矩阵,然后通过矩阵变换得到该梁的传递矩阵。将得到的传递矩阵应用于悬臂梁,计算了悬臂梁的挠度和模态。研究结果表明:该方法可精确计算空间变截面梁的变形,并为联合有限元法和多体系统传递矩阵法求解复杂系统动力学问题提供一个新思路。     

基于有限元的空间变截面梁传递矩阵

采用有限元法来推导了空间变截面梁单元的传递矩阵。在推导空间变截面梁单元的刚度矩阵时,在位移列阵中增加了一项位移值:轴向拉压应变,以提高位移插值函数的阶数。并采用高次多项式位移插值函数来推导空间变截面梁单元的刚度矩阵,然后通过矩阵变换得到该梁的传递矩阵。将得到的传递矩阵应用于悬臂梁,计算了悬臂梁的挠度和模态。研究结果表明:该方法可精确计算空间变截面梁的变形,并为联合有限元法和多体系统传递矩阵法求解复杂系统动力学问题提供一个新思路。     

加连梁柱串联隔震系统的弹性屈曲

为了解决工程界比较关注的隔震建筑串联隔震系统的稳定性问题,建立基于传递矩阵法的临界荷载求解方法.该方法首先建立稳定性分析单个支座的场矩阵和连梁等效成抗弯弹簧的点矩阵:其次根据传递矩阵法建立串联隔震系统稳定性分析的特征矩阵,并根据所得特征矩阵建立其临界荷载的控制方程,该方法避免了繁琐的力学推导过程:最后通过计算两种不同型号的串联隔震系统的临界荷载和探讨参数变化对柱串联隔震系统稳定性的影响.研究结果表明:加连梁对提高柱串联隔震体系临界荷载不明显,建议隔震建筑下部结构应优先选用地下室悬臂柱方案.     

基于传递矩阵法的振动压实系统动力学分析

振动压实系统在工作过程中,物料受到压实作用而发生弹塑性形变,因而该系统的弹性回复力与位移关系呈现非线性与滞后性.为研究振动压实系统的动力学问题,建立了带有分段曲线不对称滞回环的二自由度系统模型,采用传递矩阵法求解该模型,对该模型中各单元的状态进行相关的数学描述,同时利用仿真软件对数据进行分析,得到的数据与传递矩阵方程的计算结果基本吻合.这表明所提出振动压实系统的传递矩阵模型接近实际情况,对相关系统的动力学分析具有参考价值.     

变厚度圆柱壳在轴向压力作用下的稳定计算

应用传递矩阵法研究了变厚度圆柱壳的稳定计算问题.用解析法推导出了等厚度圆柱壳单元的精确传递矩阵,再应用传递矩阵原理建立圆柱壳稳定计算的特征方程.该法具有计算简单、节约内存的优点,可用于实际结构的设计.     

柴油发电机给轴系强制扭转振动计算与分析

本文建立了柴油机动力装置轴系强制扭转振动综合分析的Riccati传递矩阵法模型,编制了通用程序.用此方法对某柴油机发电机组轴系扭振问题进行了计算分析.结果表明:该方法在数值稳定性及精度方面优于Mykested-Prohl传递矩阵法,而计算量则远小于系统矩阵综合分析法.     

MATLAB在转子振动固有频率计算中的应用

转子动力学中,转子振动固有频率的计算是非常重要的,传递矩阵法是其计算的方法之一。相对于传统的编程语言FORTRAN、C等,本文尝试采用MATLAB来计算低阶振动系统的固有频率则更简洁、而且比较符合传递矩阵法的计算数学思路。这对于工程上的一些小型转子系统或者学校开发小型教学课件也是适用的。     

Riccati传递矩阵法在高速精纺锭子临界转速分析中的应用

Riccati传递矩阵法能有效地克服传统的传递矩阵法存在的数值不稳定现象,适用于结构复杂、转速高、支承多的转子动力学问题。本文简要介绍了Riccati传递矩阵法并将其应用于高速精纺锭子临界转速的分析计算,所得计算结果与其他计算方法及实测结果作了比较,结果相当接近。     

传递矩阵法在曲线桥结构分析中的应用

文章介绍点矩阵和场矩阵的概念以及传递矩阵法在曲线桥结构分析中的应用。传递矩阵法是国内外近10年来兴起的一种结构分析的方法,它依据结构控制微分方程精确解答(初参数法),并借助于电子计算机,利用矩阵的简单相乘对结构进行静态、动态及稳定性分析     

旋转壳类容器的强度及稳定性分析(Ⅰ)

从壳体理论一般方程出发,导出了适合于传递矩阵法计算格式的旋转壳容器的强度与稳定性控制方程。用周向展成Ｆｏｕｒｉｅｒ级数将偏微分方程变成一阶常微分方程组,用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法计算传递矩阵。为了克服常规传递矩阵出现数值求解困难,采用了Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵,在处理旋转壳顶端时采用基于高斯积分的Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法,该方法可应用于任意形式的旋转壳、载荷和边界条件的计算。     

约束阻尼板的解析法和改进传递矩阵法

基于Kirchhoff假设和Kerwin假设,建立了三层约束阻尼板的振动方程。分别采用解析法和改进的传递矩阵法求解了方程,算例表明本文方法求解精度可靠。传递矩阵法边界条件适应性更强,改进的传递矩阵法通过引入一个关联矩阵,状态向量一阶导数的求解更加简单,这也简化了传递矩阵的求解,且振动方程自由度越多其优势越明显。本文计算方法可用于多夹层阻尼结构的求解及振动分析。