微镜扭转-弯曲耦合变形静态特性分析

给出了仅考虑微镜扭转运动的静力学分析模型，在分析微镜扭转梁因非线性静电力引起弯曲变形的基础上，建立了静电驱动微镜扭转-弯曲耦合非线性静力学模型．2种模型的，临界吸合电压、临界吸合转角以及微镜转角随电压的变化关系与试验结果对比表明：所建耦合静态模型更符合实际情况，微镜垂直方向的位移和微扭转梁宽度的变化对微镜的临界吸合电压和临界吸合转角影响显著．     

大变形扭转剪应变定义的误差分析

以变形前互相垂直线元角度改变量的正切为工程剪应变的度量,考虑圆杆塑性大变形扭转的Swift效应或轴向伸长效应,从变形分析角度指出,实心圆杆大变形扭转时从变形分析角度给出的定义能够准确描述剪应变,而由小变形推广得到的两种定义将产生误差.黄铜实心圆杆塑性大变形扭转的结果进一步表明,在小变形情况下,三种剪应变定义均适用,随着变形的增加,由小变形推广得到的两种剪应变定义将产生的误差也增加.     

介绍拱坝应力分析的一种方法——弹性地基梁法

由壳体理论,经分析简化,拱坝可视作由悬臂梁、水平拱及扭转结构所组成.在分析这些结构体系的效应时,将拱坝分解为一系列悬臂梁与水平拱,悬臂梁视作由水平拱所提供的弹性地基梁.考虑径向及扭转作用,用变位法建立悬臂梁各支承节点的平衡方程,求解节点变位,从而求得相应的抗力以及这些结构体系所分配的荷载,然后计算拱坝应力.     

高层建筑筒体结构的共振响应

为了计算高层建筑筒体结构的共振响应,将其简化成能同时考虑弯曲、剪切、轴向变形和扭转变形的广义Timoshenko悬臂梁。利用Hamilton原理,导出高层筒体结构在相应于各种变形的地震激励下的位移响应控制微分方程及相应的边界条件后,利用常微分方程求解器进行求解。通过对计算结果的分析,讨论了影响共振响应的因素,并得出了相当合理的结论:即当激励荷载的频率与结构体系的自振频率很接近时,结构的反应会出现非常大的突变。     

裂纹参数对汽轮机叶片振动特性影响研究

为了建立叶片裂纹参数同叶尖振动幅值、频率特征值之间的对应关系,首先分析了裂纹长度变化引起的悬臂梁叶片频率转向和振型转化现象,其次采用接触裂纹有限元模型,讨论了转速对裂纹叶片非线性特性的影响,最后分析了裂纹深度与位移响应值的关系;在此基础上,分析了两种不同实际汽轮机叶片模型,讨论了裂纹深度变化引起的动频、瞬态位移响应等动力学响应的变化规律。研究结果表明:裂纹长度增大会使加悬臂梁叶片出现明显的频率转向、振型转换现象,对于实际汽轮机叶片振型转换现象不明显;随转速增大,裂纹会由不断开合状态转化为持续张开状态;变截面扭转叶片会出现特有的双响应峰现象。     

基于应变梯度理论的纳米悬臂梁的大位移分析

以Aifantis发展的应变梯度理论为基础,探讨微纳米尺度下线弹性悬臂梁受集中载荷作用下的大变形问题。基于Euler-Bernoulli梁理论,考虑应变梯度的影响,建立悬臂梁发生大变形时的弹性微分方程,并给出相应的边界条件。通过打靶法并借助于Math CAD软件,求得考虑应变梯度时悬臂梁在自由端集中载荷作用下的挠度数值解。结果表明,在微纳米尺度下应变梯度对悬臂梁的变形有较大影响,弹性变形梯度系数对梁发生大变形比发生小变形时的影响更明显,且弹性梯度系数对于梁的变形有抑制作用。     

CSP轧机万向接轴弯扭耦合振动

以连续分布质量的轧机万向接轴为研究对象,考虑了万向接轴的倾角、自重、质量偏心以及阻尼的影响,从动力学角度建立了万向接轴的弯扭耦合振动方程,并对实测的数据给出了理论解释. 从所得到的微分方程可以看出:当轴系存在不平衡时,扭转振动与弯曲振动之间存在着很明显的相互耦合关系;当轴系没有不平衡时,扭转振动会对弯曲振动产生影响,而弯曲振动对扭转振动没有影响.     

水闸结构抗震分析的悬臂梁振型分解反应谱法

结合工程实际,在考虑地震动水压力作用与地基弹性影响的基础上,提出了空间悬臂梁水闸结构分区规则,导出了悬臂梁柔度计算公式.利用该计算方法对大涧河水闸进行了抗震计算,得到了水闸结构的自振频率及底板应力,并与商业软件MSC.MARC的计算结果进行了比较.结果表明,2种方法的计算结果较为一致.这说明本文提出的水闸结构抗震分析方法是合理的,可以应用于大中型水闸的抗震分析.     

考虑安装面特性参数的悬臂梁固有频率分析

为研究悬臂梁安装的接触刚度和摩擦系数对其固有频率的影响,首先采用ANSYSY-workbench软件对悬臂梁建立有限元模型并进行模态分析,导出横向弯曲振动的固有频率和模态振型。同时根据欧拉—伯努利梁理论求解悬臂梁横向弯曲振动方程,得到悬臂梁横向弯曲振动的固有频率及模态振型的数值解,对比有限元分析与理论推导的前6阶模态分析结果,两者的模态振型一致,对应的固有频率相对偏差率最大值为4.15%。对比分析结果说明,运用ANSYSY-workbench软件进一步分析悬臂梁安装的接触刚度和摩擦系数对固有频率的影响是可行的。建立有安装接触面的悬臂梁有限元模型,针对讨论的悬臂梁横向弯曲振动情况,在悬臂梁上下两个接触面设置考虑摩擦因素的两个接触对,分别分析接触面的法向接触刚度和摩擦系数对悬臂梁固有频率的影响,并同时对接触刚度进行了实验研究。仿真与实验结果表明,有安装接触面的悬臂梁固有频率随着法向接触刚度与摩擦系数的增大而增大,且有安装接触面的悬臂梁固有频率小于约束端完全固定的悬臂梁固有频率。     

轴系弯扭耦合振动的数学模型

从弯扭耦合的角度来研究旋转轴系的振动,将能更准确地把握轴系的动力学特性,从而为轴系的安全运行提供更有效的保障。本文建立了一个基于分段连续质量模型的轴系弯扭耦合振动数学模型,该模型考虑了不平衡、陀螺力矩、转动惯量、剪切变形及阻尼的影响,因而是一个比较精确的模型。从所得到的微分方程可以得出：当轴系存在不平衡时,扭转振动与弯曲振动之间存在着很明显的相互耦合关系,而且是高度非线性的。而当轴系没有不平衡时,扭转振动会对弯曲振动产生微弱的影响,而弯曲振动对扭转振动没有影响。