【摘 要】
:
功能梯度材料(FGM)通常是由陶瓷和金属复合而成的新型非均匀复合材料,兼顾了各组分材料自身的优点,使得FGM材料在航空航天、机械工程、电子工程、核能工程以及土木工程等领域都有着十分广阔的应用前景。目前,对功能梯度梁的响应分析大都为确定性激励,而关于FGM梁的非线性随机响应研究较少。但实际工程应用中,振动的产生和发展会受到偶然因素的影响,例如,地震引起的建筑物振动,湍流引起的喷气噪声等,随机载荷广泛
【机 构】
:
中国计量大学计量测试工程学院,杭州310018
【出 处】
:
第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
论文部分内容阅读
功能梯度材料(FGM)通常是由陶瓷和金属复合而成的新型非均匀复合材料,兼顾了各组分材料自身的优点,使得FGM材料在航空航天、机械工程、电子工程、核能工程以及土木工程等领域都有着十分广阔的应用前景。目前,对功能梯度梁的响应分析大都为确定性激励,而关于FGM梁的非线性随机响应研究较少。但实际工程应用中,振动的产生和发展会受到偶然因素的影响,例如,地震引起的建筑物振动,湍流引起的喷气噪声等,随机载荷广泛存在于环境中,无法避免。因此有必要对功能梯度材料的非线性随机振动响应进行研究。本文探究了白噪声激励下功能梯度梁的非线性随机振动响应。首先基于大变形理论建立功能梯度梁运动方程,然后将梁的横向位移假定为时间函数和线性模态乘积之和,利用伽辽金方法求得一组时间函数的非线性常微分方程,然后运用等效线性化技术推导并求得随机激励作用下功能梯度简支梁的均方位移,并运用NewMark法和蒙特卡罗方法进行数值验证。最后将等效系统和MCS数值结果与线性系统结果进行比较,研究非线性项对系统振动响应的影响,并讨论不同的材料梯度指数、载荷强度和梁长细比对系统振动响应的影响。研究表明,非线性项对系统振动响应影响显著;随着材料梯度指数增大,功能梯度梁由金属向陶瓷过渡,系统随机响应位移减小,且材料梯度指数小于5时减小明显;系统随机响应位移随载荷强度和梁长细比增加而增大,但过大时数值计算不稳定,等效线性化方法精度降低。
其他文献
针对微弱信号的检测,传统的方法以时域和频域分析为主,例如小波分析和频谱分析等方法,要求信号有较高的信噪比,且需要对信号进行预处理,来消除噪声,局限性很大。虽然消噪可以减少噪声的干扰,但是在消噪的同时,也会损失有用的微弱信号。随着非线性动力学的发展和混沌理论研究的深入,人们开始利用混沌方法来检测微弱信号。目前微弱信号的检测大多适用于特定频率的信号,效率低,而且忽略了待测信号初始相位对检测效果的影响,
本文针对含大范围运动与大变形的柔性多体系统提出一种动力学降阶方法,采用基于绝对节点坐标的非线性有限元方法描述柔性部件的运动,通过本征正交分解(POD)与Galerkin映射得到系统动力学方程的降阶模型。首先,提出一种缩减降阶模型约束方程的方法,以消除降阶模型系数矩阵的奇异性。其次,基于OpenMP技术并行计算降阶模型的缩减刚度矩阵和缩减广义力矢量,从而提高计算效率。此外,采用两种参数化降阶方法使降
轴向移动粘弹性梁可以作为多种工程装置的力学模型,比如动力传送带、磁带、带锯、空中缆车索道、高楼升降机缆道、单索架索道等。轴向移动粘弹性梁的非线性动力学性质对工程装置的稳定性和可靠性有着重要的影响。因此分析轴向移动粘弹性梁的非线性振动的非线性动力学行为对分析解决工程的实际问题有着重要的意义。国内外学者大都采用Galerkin方法研究轴向移动梁的非线性动力学特性,很少有学者用微分求积法对轴向移动梁的非
绝对节点坐标法(Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF)在柔性多体系统动力学得到广泛应用,其一般采用基于多项式的有限单元离散绝对位移场。但基于多项式的单元并不能很好地描述绝对位移场,以ANCF缩减梁单元为例,其描述纯弯曲悬臂梁的位形(一段圆弧)时,即便获得精确的单元节点坐标,通过缩减梁单元插值得到的位形与悬臂梁的实际位形存在差异,即失真现象。失真的存在
滚动轴承包含了间隙、赫兹接触力、变刚度特征,是一类典型的非线性支承结构。本文讨论滚动轴承-柔性转子系统在不平衡激励下的多共振区及其跳跃现象。系统中同时包含了转子偏心激励和滚动轴承的变刚度参数激励,考虑系统多阶模态主共振区响应以及衍生的多个非线性共振区响应。计算结果表明,除了各阶频率的主共振区和变刚度参激频率激发的共振区,系统中还存在着变刚度频率激发的1/2亚谐共振区、二阶主共振的1/2亚谐共振区及
随着我国航天工程的不断发展,航天器的尺寸和重量不断增加、结构趋于精密复杂,为航天器的运输平稳性提出越来越高的要求。为解决现阶段的航天器运输减振系统减振性能较差的问题,拟基于SD振子的负刚度特征开展非线性低频隔振系统的理论研究,设计准零刚度隔振器,并进行竖直方向的可行性分析。为样机与产品的研发奠定基础,进而改善并解决航天器减振系统运输振动超限问题。
强噪声环境中对微弱信号的检测在实际工程应用中具有重要意义。传统的信号检测方式一般采用通过对采集信号进行过滤处理,但此种方式容易损害有用信号,且检测信噪比有限。随着非线性理论的不断发展,使得对微弱信号的检测过程迈向了新的台阶。针对于检测duffing振子同频微弱信号时存在的检测盲区的问题,提出了一种策动力移相法来消除检测盲区。通过对微弱信号检测盲区的表达式进行分析,可知待测信号与策动力的"相位差"处
本文主要研究分数阶系统的随机响应。首先,由分数阶微积分的定义可知分数阶算子是一个全局算子,其当前状态依赖于所有历史时刻的状态,所以分数阶系统的演化过程不能用Markov链来描述,而胞映射方法是基于Markov链理论的。为了解决这一矛盾,引入分数阶导数的短时记忆原理,将分数阶系统的响应近似为马尔科夫过程。然后,应用广义胞映射(GCM)方法得到分数阶确定性系统的全局动力学特征。如吸引子、吸引域、吸引边
棘轮棘爪离合器是航空发动机双速传动装置的重要组成部分,其中的棘轮棘爪机构能否安全稳定的运转,直接关系到该离合器能否顺利实现啮合转换过程以及能否正常可靠地工作,从而保证飞行安全。本文通过计算各工况下棘轮棘爪结构的受力及运动特性参数,利用Solid Works建立棘轮棘爪离合器结构的仿真模型并运用ADAMS多体动力学仿真软件结合实验分析的方法,研究此棘轮棘爪离合器在平面涡卷弹簧各预紧力矩下的脱啮转速变