轴向运动梁参数激励振动稳定性研究进展

综述受到参数激励的轴向运动梁横向线性振动失稳区域的研究进展.总结因速度脉动诱发的稳定性问题研究中的几种轴向运动梁模型的应用现状,并通过不同的黏性材料在稳定性研究中的应用,以及不同的分析方法的运用,展开参数激励下轴向运动梁横向振动稳定性研究进展的综述.最后,总结现阶段的研究成果,并提出若干尚待深入研究的问题.     

磁场中轴向运动导电梁非线性自由振动的位移响应

在磁场环境中,给出轴向运动导电梁的动能、势能及电磁力虚功的表达式,在此基础上,根据Hamilton原理,建立磁场中轴向运动导电梁在两端铰支边界条件下的非线性自由振动方程.应用Galerkin方法离散运动方程,单自由度时,得到一个含3次非线性项的带阻尼的Duffing方程,利用改进的微分变换方法给出位移的近似解,并与Runge-Kutta数值方法进行比较.最后通过算例给出梁的轴向运动速度及梁的截面惯性矩对位移的影响.     

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.     

轴向运动体系非线性振动分析的多元L-P方法

采用多元L-P方法分析轴向运动体系的非线性振动.根据哈密顿原理建立梁的横向运动微分方程,利用Galerkin方法离散运动方程.研究了轴向运动梁在强迫力作用下的内部共振问题,获得了反映内部共振复杂的频率-振幅响应曲线.算例表明推广的多元L-P法是一个适合于轴向运动体系非线性振动分析的好的定量方法.     

时滞控制下轴向运动纳米梁横向振动的稳定性研究

在轴向运动纳米梁系统中,速度会使系统产生力学行为复杂的横向振动,且对系统运行的稳定性有很大的影响。将时滞控制方法应用在两端简支条件下的轴向运动纳米梁系统中,通过动力系统分支理论和幂级数法来考察系统运行的稳定性。结果表明,时滞和反馈增益系数对两端简支轴向运动纳米梁系统的稳定区域有很大影响,恰当的时滞控制能够有效增强系统的稳定性,并可以消除系统的耦合颤振失稳现象。     

轴向运动黏弹性梁平面耦合非线性受迫振动

 数值研究简支边界条件下,平面耦合轴向运动黏弹性梁受简谐外激励的非线性受迫振动稳态响应问题.在控制方程中,黏弹性本构关系采用物质导数.运用有限差分方法,对两端简支的轴向运动黏弹性梁的非线性受迫振动平面耦合模型求数值解.当激励频率接近固有频率时,通过对平面耦合非线性受迫振动稳态的幅频响应进行数值仿真,确定外激励幅值、黏弹性系数以及非线性系数对稳态周期解的幅值的影响.     

横向振动梁混沌运动的数值分析

工程中有许多工程元件可以简化为粘弹性梁的模型,本文分析了轴向运动的粘弹性梁的混沌运动问题,通过综合多尺度法和Galerkin离散法对轴向运动的粘弹性梁进行动力学分析,用Matlab程序对2:1内共振的梁系统进行数值分析,发现轴向运动粘弹性梁在参数变化时可能发生混沌运动.     

主共振纳米梁非线性振动电容控制

针对纳米梁非线性振动控制问题,以Euler-Bernoulli梁为模型,提出了纳米梁非线性振动电容式传感器控制方法。纳米梁电容器电容值随纳米梁的振动而变化,纳米梁电容式传感器根据电容变化提取振动信号,并将放大后的振动信号传递给控制器以控制纳米梁的非线性振动。应用多尺度法得到系统的近似解,推导出系统主共振的幅频响应方程。应用数值模拟方法,通过不同控制参数下的幅频图分析了纳米梁振动的非线性动力学行为。研究表明,该方法能够有效地控制纳米梁的非线性振动,通过选取适当的控制参数能够削弱甚至消除纳米梁非线性振动特性。     

非线性变速轴向运动黏弹性梁稳态响应

研究了非线性变速轴向运动梁稳态幅频响应.变速轴向运动梁的控制微分方程被建立,黏弹性本构关系引入了物质时间导数,考虑了由均匀轴向运动梁变形的影响而导致梁轴向伸长而引起的附加力,并以轴向张力平均值代替梁上各点的精确值,建立了积分一偏微分非线性轴向运动梁的控制方程.轴向运动梁两端的边界为带有扭转弹簧的套筒铰支的混杂边界条件,同时认为轴向运动速度在平均速度附近做微小简谐脉动.应用渐进摄动法直接求解非线性变速轴向运动梁的控制方程并导出了当扰动速度的频率接近未扰系统任意两个固有频率之和时所发生的组合参数共振的稳态幅频响应方程和振幅方程.数值结果给出了轴向运动梁的黏弹性、扰动振幅、非线性对稳态幅频响应的影响.结果显示,轴向运动梁的材料的黏弹性增大时,零平衡位置的失稳区域会减小;当梁的轴向扰动速度幅值增大时,零平衡位置的失稳区域随之增大;稳定及非稳定的两条非零解曲线的振幅都会因为非线性系数的增大而减小.零解失稳范围则不受非线性项的影响.     

轴向变速黏弹性梁非线性动力学行为数值研究

文章用数值方法研究了轴向变速运动黏弹性梁的参数振动非线性动力学行为问题;基于数值方法对描述系统运动的偏微分方程的数值解,识别系统的混沌非线性动力学行为;采用时间序列分析方法,分别利用Poincaré映射图、频谱分析以及最大Lyapunov指数识别系统的周期振动和混沌运动。     

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。     

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.     

轴向运动薄膜的横向振动和稳定性分析

建立了轴向运动矩形薄膜的横向振动和稳定性问题的力学模型及运动微分方程，用解析法导出了四边固支的轴向运动矩形薄膜的复频率方程，讨论了在轴向匀速运动情况下，其系统复频率的实部和虚部随速度的变化关系以及临界速度。     

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.     

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.     

轴向运动三角形薄板的模态分析

轴向运动三角板的动力学模型具有重要的理论意义和潜在应用价值,本文首次应用有 限元法对轴向匀速运动三角形薄板进行模态分析。采用 3 节点三角形单元离散求解域,基于 Kirchhoff薄板理论和虚功原理建立轴向运动三角形薄板的自由振动有限元方程,在固支和简支2 种边界条件下得到了系统前四阶固有频率及其模态,分析了轴向运动速度对各阶固有频率和模态 的影响。结果发现：各阶固有频率随速度增大而减小,第一阶固有频率首先减小到零;各阶模态的 最大挠度值沿着速度反方向偏移,速度越大偏移越明显;固支板抵抗速度影响的能力大于简支板。