外载激励下圆柱壳和板混沌行为的研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:bjiyguang
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板、圆柱壳作为工程中常用的结构单元,被广泛地应用于航空、航天、军事、船舶和建筑等领域,其动力行为的研究一直是固体力学的研究热点。上世纪70年代掀起了非线性科学的发展热潮,分叉和混沌等新的概念和方法被引入到结构动态行为分析中,为该类问题的研究注入了新的生机和活力。目前,对于板、圆柱壳的非线性动力行为的研究主要集中于完善结构,较少考虑到初始缺陷。然工程实际中大多数结构都具有一定的缺陷,对此类结构的非线性动力行为研究具有重要的意义。基于此,本文基于大挠度理论,研究了具有一定初始缺陷板和圆柱壳的混沌行为。主要工作如下:1.基于大挠度薄壳的Donnell-Kármán理论,研究了无轴压和有轴压作用的初始缺陷圆柱壳在横向扰动下的混沌运动。借助Galerkin原理将其非线性运动方程转化为二阶三次非线性微分动力系统,导出了相应无扰动系统同宿轨道的参数方程,用Melnikov函数给出了系统发生Smale马蹄型混沌的临界条件。分析了初始缺陷对混沌运动的影响。通过分岔图、位移时程曲线、相平面图和Poincaré映射描述了系统的运动行为。2.基于大挠度板的von-Kármán理论,用Galerkin原理、Melnikov函数法、分岔图、位移时程曲线、相平面图和Poincaré映射等方法研究了无轴压和有轴压作用的初始缺陷矩形板在横向扰动下的混沌运动。3.基于大挠度理论(Donnell-Kármán理论和von-Kármán理论)和Kelvin-Voigt粘弹性本构关系,分别建立了初始缺陷粘弹性圆柱壳和矩形板在横向扰动下的非线性运动方程,用Galerkin原理、Melnikov函数法、分岔图、位移时程曲线、相平面图和Poincaré映射等方法研究了其混沌行为。
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