發(fā)布時(shí)間：2020-07-20 10:39

【摘要】：在工程應(yīng)用中,圓環(huán)系統(tǒng)的部分非線性特性對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行有著不小的影響。本文主要研究了非拓展圓環(huán)平面內(nèi)和平面外的耦合振動(dòng),對(duì)圓環(huán)系統(tǒng)非線性特性的影響。在利用哈密頓原理建立數(shù)學(xué)模型的過(guò)程中,綜合考慮了圓環(huán)結(jié)構(gòu)平面內(nèi)的非拓展特性,旋轉(zhuǎn)陀螺效應(yīng)和外部諧波激勵(lì)等因素。通過(guò)對(duì)的圓環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)值仿真,分析非拓展圓環(huán)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)和平面外運(yùn)動(dòng)的非線性動(dòng)力學(xué)特性和相互作用機(jī)理。首先,將以恒定速度旋轉(zhuǎn)的有支撐的薄環(huán)作為研究對(duì)象,基于哈密頓原理,獲得了包括拉伸和剪切變形以及旋轉(zhuǎn)慣性效應(yīng)在內(nèi)的勢(shì)能函數(shù)和動(dòng)能函數(shù),并在圓環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程中考慮彈性支撐勢(shì)能,外部載荷勢(shì)能及阻尼勢(shì)能的影響。使用變分法建立圓環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。然后,將所得的運(yùn)動(dòng)方程線性化,用以分析圓環(huán)的固有頻率,再根據(jù)Galerkin方法對(duì)獲得的方程進(jìn)行變量分離,并將偏微分方程轉(zhuǎn)化為變系數(shù)的常微分方程,并進(jìn)一步推導(dǎo)出圓環(huán)的第n階模態(tài)運(yùn)動(dòng)方程。最后,通過(guò)數(shù)值方法對(duì)所得的常微分運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行求解,繪制了分岔圖,時(shí)間歷程圖,相圖和Poincare圖。分析討論非拓展圓環(huán)系統(tǒng)的振動(dòng)特性,揭示了圓環(huán)中存在著周期、混沌等非線性性態(tài)。論文還討論了激勵(lì)大小,支撐剛度和阻尼比例等參數(shù)的改變對(duì)系統(tǒng)非線性行為的影響。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH113.1
【圖文】：

的各種器械有著不同的式樣結(jié)構(gòu)，不同的板型結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)。相比其他結(jié)構(gòu)而言，圓環(huán)形結(jié)構(gòu)具有的幾何特性，會(huì)境影響，所以圓環(huán)形結(jié)構(gòu)被視為部分零件的理想結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同程度的形變，這將影響機(jī)器運(yùn)安全。即使是圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，也不可避免因其自身旋轉(zhuǎn)振環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性一直備受關(guān)注。件中的基本結(jié)構(gòu)，圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品已滲透到生產(chǎn)生環(huán)形鑄件，和速率傳感器等。如圖 1.1 所示[1]，圓環(huán)的點(diǎn)明顯，且振動(dòng)時(shí)位移耦合。圓環(huán)形部件應(yīng)用廣泛且功薄板部件和其他結(jié)構(gòu)的部件。在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，薄外部條件和因素的影響，這種情況已得到了大量分析時(shí)，也需要綜合影響環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的各種外力因素，以生情況。所以，圓環(huán)形結(jié)構(gòu)在外力條件影響下的運(yùn)動(dòng)狀

) sin coszu w t x w( , t ) x ( , t)w分別是中心線上徑向，圓周向和平面外i 是由于平面內(nèi)彎曲而圍繞z 軸的旋轉(zhuǎn)角函數(shù)的推導(dǎo)，用 代表該點(diǎn)的圓周法線應(yīng)變，考察移分量,u 和zu 分別是 方向上和Z 方向重心長(zhǎng)度為r。形變時(shí)，可用極坐標(biāo)表示環(huán)結(jié)構(gòu)中任意點(diǎn)，e ，ze 。向量re 與r方向一樣，e 和ze 圖和截面的示意圖。

位移分量,u 和zu 分別是 方向上和Z 方向上的圓環(huán)重心長(zhǎng)度為r。發(fā)生形變時(shí)，可用極坐標(biāo)表示環(huán)結(jié)構(gòu)中任意點(diǎn)的re ，e ，ze 。向量re 與r方向一樣，e 和ze 方向俯視圖和截面的示意圖。圖 2.1 非拓展圓環(huán)的結(jié)構(gòu)圖

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1 陳柯;吳實(shí)淵;王睿U

本文編號(hào)：2763329