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  • 简介:将广义微分求积(GDQR)用于分析输曲管的致振动问题,这是一个新的尝试.基于输曲管的面内振动微分方程,利用GDQR使曲管系统在空间域上得以离散化,从而获得了输曲管的动力学方程组.数值算例中,计算得到了输曲管在几种典型边界条件下的固有频率以及曲管发生失稳的临界流速等,这些计算结果与前人的解析解结果吻合较好.此外,还给出了两端固定输曲管典型的动力响应行为.研究表明,GDQR极易处理输曲管这一类动力学模型,精度令人满意,进一步的研究可望推广到输流管道的非线性振动分析中.

  • 标签: QR法 流致振动 GD 广义微分求积法 振动微分方程 动力学方程组
  • 简介:提出用样条有限点法分析拱的自振频率,采用3次B样条函数的线性组合作为位移振型函数,以曲杆变形理论为基础,根据Hamilton原理建立了考虑载效应影响时拱的振动频率方程.计算分析了载效应对拱结构自振频率的影响.结果表明载效应会使拱结构自振频率减小;影响大小与结构自身刚度有关;拱结构截面刚度一定时,拱矢跨比、径厚比越大,载效应对自振频率的影响越大.

  • 标签: 恒载效应 自振频率
  • 简介:利用计算流体力学软件Ansys/FlotranCFD,首先对粘性不可压缩流体的固定圆管绕流进行了数值模拟,然后结合逐步积分法完成了同时考虑纵横两向弹性支撑圆管绕旋涡脱落诱导振动的数值模拟,并通过快速傅立叶变换,得到了弹性支撑圆管和固定圆管的升力及弹性支承圆管横向位移响应的功率谱.通过计算结果分析,得出了一些有价值的结论,可供从事具有圆管绕构件设备设计的工程技术人员参考.

  • 标签: 数值模拟 诱导振动 旋涡脱落 圆管 绕流 快速傅立叶变换
  • 简介:主要研究高速列车受的稳定性与接触网弹性系数的关系.在传统研究的基础上,考虑了接触网刚度的傅里叶展开的二阶展式,建立研究弓网振动稳定性的微分方程.在采用摄动分析其稳定性时,将位移响应展开为二阶展式,得出了弓网系统的稳定边界.并讨论了各参数在不同条件下对稳定区间的影响.最后将所得结果与传统结果进行了比较,得出了高阶项对系统边界稳定性存在影响的结论.

  • 标签: 弹性系数 稳定性 小阻尼 参数 摄动法
  • 简介:在考虑电磁场对结构变形影响基础上,假设导线变形为小变形,采用弦的模型建立了载导线在磁场巾的周期激励作用下的横向振动控制方程.利用伽辽金原理及Melnikov方法推导出了载导线发生混沌运动的临界条件,并讨论了导线张力、导线距离、电流等因素对载导线混沌运动区域的影响.得到了如下的结论:载导线的混沌运动区域随导线张力、导线距离的增大而变大;电流小于某一值时,载导线混沌运动区域随电流增大而减小.

  • 标签: 载流导线 磁场 混沌运动
  • 简介:在考虑结构变形对电磁场的影响基础上,假设载梁的变形为小变形,把变形后载梁中的电流方向改变看成是电流矢量的刚性旋转,建立了载梁在磁场中的横向固有振动控制方程.方程表明载梁在磁场中的横向固有振动是一个典型的非线性问题.采用摄动求得了其近似解,得到了载梁在磁场中的横向固有振动频率及位移解析表达式.并通过实例计算讨论分析了导线与载梁间距、载梁的电流与导线电流的方向及大小、载梁梁长及其半径等因素对载梁横向固有振动的影响,得到了一些有价值的结论.

  • 标签: 载流梁 磁场 固有振动 电流
  • 简介:基于ANSYS软件和CFX软件的双向隐式交错迭代对超空泡射弹尾拍运动过程中的固耦合响应进行了研究,结构响应仿真采用有限元场仿真采用分相模型和SST湍流模型,重点比较分析了固耦合作用对射弹运动姿态和流体动力的影响,给出了尾拍过程中弹体应力的变化规律.

  • 标签: 超空泡射弹 尾拍 流固耦合 响应
  • 简介:基于三维、非定常、不可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型,利用计算流体软件FLU-ENT,对列车通过时路堤声屏障气动力特性进行数值仿真,研究了声屏障上脉动力的变化.建立了高速列车通过路堤声屏障的数值计算模型,采用FLUENT中的滑移网格技术,对声屏障时产生的气动力进行数值模拟,列车速度分别为200km/h、250km/h、300km/h、350km/h.通过计算得到不同列车速度下声屏障上气动力的大小和变化情况,分析了气动力沿声屏障垂向和声屏障纵向的变化规律,并拟合了声屏障压力波幅值与列车速度的关系式.在ANSYSWorkbench软件中建立了声屏障的结构计算模型,将声屏障上的气动力作为外部荷载加到声屏障上,对其进行了模态分析和瞬态动力学分析.

  • 标签: 高速列车 声屏障 气动压力 动力响应
  • 简介:考虑环境阻尼因素的影响,研究了具有运动约束作用Kelvin-Voigt型输曲管的混沌运动现象.数值仿真表明,输曲管系统在某些参数取值时具有混沌运动的可能,管道材料的粘弹性系数和环境阻尼等因素对曲管的动力响应产生较大的影响.这些结论可为工程管道系统的铺设与设计提供参考.

  • 标签: 混沌运动 阻尼作用 环境 t型 数值仿真 约束作用
  • 简介:以沉浮和俯仰自由度上具有间隙立方结构非线性的二元机翼模型为例,考虑系统的结构阻尼,建立了系统的非线性动力学方程.通过修正的三阶活塞理论模拟了超声速中机翼的非定常气动力和气动力矩.引入无量纲参数将系统动力学方程无量纲化,通过数值模拟得到了二元机翼的时域响应和系统的相轨迹变化规律.通过系统的分岔图得到了无量纲参数和系统周期运动振幅幅值的关系.研究结果表明,当无量纲流速增大至临界颤振速度时出现极限环振动,系统由稳定运动过渡到周期振动,继续增大无量纲流速会有更加复杂的动力学行为.

  • 标签: 极限环颤振 活塞理论 间隙非线性 分岔
  • 简介:应用数学与力学经常使用小参数摄动近似.在物理与力学中有大量保守体系的分析.保守体系的特点是保辛.本文指出小参数摄动保辛的问题应予考虑.位移摄动是保辛的,而辛矩阵的加法摄动则未能保辛.数值例题给出了对比.

  • 标签: 小参数摄动法 应用数学 位移法 辛矩阵 力学 近似
  • 简介:应用谐波—能量平衡求解了强非线性单摆方程,谐波-能量平衡与经典的摄动和谐波平衡不同,不是把微分方程和初始条件分离处理;而是把微分方程和初始条件同时处理.用谐波平衡,将描述动力系统的二阶常微分方程,化为以角频率、振幅为变量的非线性代数方程组,考虑能量平衡,构成角频率、振幅为变量的封闭方程组求得解析解.谐波-能量平衡将谐波平衡与能量平衡相结合,克服了二者的缺点吸取了二者的优点.实例表明,谐波-能量平衡法方法简单,取较少谐波就可以达到较高的精度.

  • 标签: 强非线性 单摆 谐波—能量平衡法
  • 简介:定义对称轮轨系统对称性分岔的概念,由数值积分得到系统的时间响应并建立对称轮轨系统的离散动态Poincare映射截面及其对称截面,提出“合成分岔图”的构造方法,应用该方法对一两轴转向架系统运行与理想平直轨道上的对称/不对称分岔行为和混沌运动进行分析.在研究速度范围内,发现系统存在大量的对称运动形式,也存在很多的不对称运动形式,系统的对称性刚开始是通过不可捉摸突变而破坏的.

  • 标签: 轮轨系统 “合成分岔图” 对称/不对称 分岔
  • 简介:正交模型-正交模态(CMCM)是一种参数修改的新方法,它具有不依赖于灵敏度分析、不需要进行迭代的特点.但是在有限元存在整体建模误差时,该方法会出现无法完成修正计算的情况,本文针对此问题进行了改进.改进后的方法可以既可以处理存在局部建模误差的情况,也可以处理存在整体建模误差的情况.本文通过梁式结构的数值算例,比较了原修正方法(CMCM)、改进后的修正方法(ICMCM)以及商业软件模型修正FEMtools的修正效果.结果表明:改进的正交模型-正交模态方法可以使分析频率更好地逼近实验值,物理参数的修改也更加准确.

  • 标签: 模型修正 有限元 模态
  • 简介:电磁场节点有限元因未强加电场散度为零的条件而一直受到伪解出现的困扰.本文针对电磁共振腔问题,给出在频域的Maxwell方程表达式.通过引入Lorentz条件,推导出电磁共振腔二类变量和三类变量的变分原理,由此提出了新的电磁共振腔节点有限元,避免了伪解的出现.最后用子空间叠代求解了共振腔的本征值问题.数值算例表明本文方法是有效可行的.

  • 标签: 电磁波 有限元 共振腔 本征值 子空间叠代法
  • 简介:结合Liouville—Green变换,改进了求解变系数二阶线性齐次方程的渐近.并采用改进后的渐近研究了负载钢丝绳的固有振动问题,推导出了其固有振动的近似频率特征方程.实例计算表明,改进后的渐近不但比Bessel函数计算简便,而且计算精度也非常高.

  • 标签: 渐近法 负载 频率
  • 简介:描述了振动声系统建模技术的基本概念.根据域分解的连续性条件,讨论了界面的压力和速度连续以及阻抗连续,应用加权余量推导了两者的耦合模型.并用LMS/SYSNOISERev5.5进行了有限元数值模拟,计算结果与有限元结果符合得较好.通过比较两种连续性条件,发现前者更适合较小的计算模型而后者更适合较大的计算模型.最后对域分解提出了几个简单优化原则.

  • 标签: 声学 多域 域分解 Trefftz法
  • 简介:研究因结构激励导致的不规则形状的车厢封闭空腔声场.利用改进Trefftz方法,对复杂形状的车厢空腔进行声学系统简化波函数建模.结合声固耦合关系,利用加权残数处理边界条件,得出该声压稳态响应的波函数级数展开式,并给出了中低频噪声场的分析预测解.结合有源声控制理论,建立了复杂封闭腔体局部区域有源消声模型,并利用Matlab工具进行了数值仿真分析.仿真结果表明降噪效果良好,也证明了此方法的可行性.

  • 标签: Trefftz 封闭空间 主动控制 声固耦合
  • 简介:失重作用可能在空间中构造理想的球形液滴,它在空间流体科学、空间材料合成等中均有应用.在轨操纵中共振可能引起液滴的变形而影响实验质量,了解液滴晃动特性对空间实验的设计和避免与支撑结构的共振都有帮助.用瑞利-里兹研究了失重液滴的自由晃动问题,给出了液滴自由晃动的频率和模态函数.可利用表面上的动力学条件研究自由液滴的晃动特性,但由于耦合系统复杂,往往用能量加以研究.该方法作为一种能量,可为进一步研究失重环境中的液滴和支撑结构的耦合振动问题提供可行的途径.

  • 标签: 瑞利-里兹法 晃动 自由液滴
  • 简介:引入离散奇异内积分析材料非线性圆柱的动力响应.离散奇异内积方法是一种结合全局方法的高精度和局域方法的稳定性的计算方法.数值分析过程中用离散奇异内积方法离散空间导数,用四阶Runge—Kutta离散时间导数.计算结果表明,离散奇异内积格式的求解结果和LP的求解结果非常吻合.说明离散奇异内积格式非常适合数值分析材料非线性圆柱的动力响应问题,并且是一种具有很高的精度,和可靠性的高效的算法。

  • 标签: 离散奇异内积法 小波分析 动力响应 材料非线性 RUNGE-KUTTA法 动力响应