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  • 简介:对具有重根广义特征值问题,采用基于快速Fourier变换方法进行求解,实现重根辨识.文章中采用多次单点初始激励方式,仿真计算测点上自由振动响应,对响应进行快速Fourier变换后得到频域数据.而后对频域数据分析,得到固有频率和多组测点振型数据.根据单频和重频处振型特性,引入振型余弦相似度为判别参数,辨识重根.数值算例表明,该方法可有效实现重根辨识,同时特征值计算能达到较高精度.

  • 标签: 广义特征值问题 重根辨识 快速Fourier变换法 固有频率 动力学响应
  • 简介:研究了轴向流作用下板状叠层结构在非线性弹性支承下分岔与混沌行为,假设叠层结构中各板在同一时刻有相同变形,同时考虑三次非线性弹性支承对板状梁影响,系统非线性偏微分方程经过转化可表示为一阶状态方程。数值迭代计算表明,板状叠层结构具有丰富非线性动力学现象,通过对几个关键系统参数研究,发现板状梁结构振动存在复杂分岔现象和混沌响应,系统是经由经典倍周期分岔通向混沌

  • 标签: 板状叠层结构 分岔 混沌 流动压力
  • 简介:结合材料力学中曲率概念,利用格罗斯曼理论计算气动力,应用拉格朗日方程建立了一类大展弦比机翼非线性动力学模型.对该模型进行了无量纲化处理,利用第一李雅普诺夫量研究了该系统由稳态平衡解向Hopf分岔解(颤振运动)演化临界条件和路径,以及系统发生benign颤振(超临界)、catastrophic颤振(次临界)识别条件.利用规范性理论、Hopf分岔定理研究了模型颤振行为,并研究了不同展弦比对颤振速度影响.数值模拟验证了理论分析结果.

  • 标签: 大展弦比机翼 颤振 稳定性 分岔
  • 简介:为揭示弹箭在高空飞行过程中由于重力持续作用产生大攻角物理本质,建立了弹道平面内时变参数弹体运动数学模型,并推导了弹体在高空飞行段攻角响应方程.同时,为了分析弹道顶点附近锥形运动稳定性,综合考虑弹体姿态运动和位移运动建立了旋转弹锥形运动动力学模型.针对大攻角引起显著气动非线性效应情况,采用李雅普诺夫一级近似方法,给出了弹道顶点附近弹体锥形运动稳定判据,并通过数值仿真验证了其正确性.

  • 标签: 旋转弹 锥形运动 复攻角 气动非线性 李雅普诺夫方法
  • 简介:中心直裂纹巴西圆盘试样可以用于脆性材料在纯Ⅰ型、纯Ⅱ型以及Ⅰ-Ⅱ复合型载荷下动态断裂韧度测试.通过改变径向冲击加载角口(加载方向相对于裂纹倾斜角),可以方便地实现不同Ⅰ、Ⅱ型动态断裂实验.本文用有限元软件ANSYS对试样进行动态复合型断裂模拟分析,研究了不同载荷、不同材料以及不同试样尺寸对动态无量纲应力强度因子影响,得到了纯Ⅱ型加载所对应加载角θa近似计算公式.对于在斜坡载荷作用下复合型断裂,Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子具有相似的时间历程曲线,其比值逐渐趋近于一个常数.本文给出了不同无量纲裂纹长度试样在不同加载角下对应Ⅰ、Ⅱ型无量纲应力强度因子比值K1(t)/KⅡ(t)(该比值称为复合比),利用该复合比,可以通过应变能密度因子准则求出试样起裂角β0,得到结果与文献给出试验结果吻合得很好.

  • 标签: 中心直裂纹巴西圆盘 复合型动态断裂 纯Ⅱ型加载角θⅡ 无量纲应力强度因子 复合比K1(t)/KⅡ(t) 起裂角β0
  • 简介:利用压电材料正压电效应与逆压电效应对悬臂板结构复合材料机翼进行观测与颤振抑制.采用不同压电材料分别作为作动器与传感器,建立了含有压电层复合材料层合板有限元模型,采用偶极子网格法(DLM)计算升力面的亚音速非定常空气动力,用Roger近似法对频域空气动力进行有理化近似,在此基础上建立了力-电-气动耦合系统控制方程.针对多输入多输出(MIMO)系统,设计LQG最优控制律,对比系统开、闭环颤振特性.应用Runge-Kutta法求解系统时域动响应,数值仿真验证了该方法对颤振抑制有效性.

  • 标签: 压电材料 智能结构 颤振主动抑制 有限元 LQG控制
  • 简介:考虑环境阻尼因素影响,研究了具有运动约束作用Kelvin-Voigt型输流曲管混沌运动现象.数值仿真表明,输流曲管系统在某些参数取值时具有混沌运动可能,管道材料粘弹性系数和环境阻尼等因素对曲管动力响应产生较大影响.这些结论可为工程管道系统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:把谱元法应用于刚架结构动力学响应计算和分析中.建立了杆和梁谱单元动力学刚度阵,针对刚架结构组装了整体动力学刚度阵,建立了整体结构运动方程,计算了结构固有频率和时域响应,并与采用有限元方法得到结果进行了对比.从结果中可以看出谱元法在数值模拟中独特优势.

  • 标签: 谱元法 刚架结构 固有频率 时域响应
  • 简介:强非线性系统经引入参数变换,并在一定假设条件下,可转化为弱非线性系统.将其解展成为改进傅立叶级数后,利用参数待定法可方便地求出强非线性系统共振周期解.研究了Duffing方程主共振、VanderPol方程3次超谐共振和VanderPol-Mathieu方程1/2亚谐共振周期解.这些例子表明近似解与数值解非常吻合。

  • 标签: 非线性系统 共振 参数变换 傅立叶级数 渐近法
  • 简介:利用三维有限元方法,分析了风速、攻角、导线分裂、磁场力和防舞装置等各种因素对导线舞动影响.结果表明:风速、攻角和导线分裂等对导线舞动影响很大;磁场力影响很小.为减轻和防止导线舞动,在导线距离杆塔1/3和2/3处施加压重,可以获得明显防舞效果.

  • 标签: 输电导线 三维有限元 导线舞动 攻角 导线分裂 振动现象
  • 简介:研究随机扰动下简单电力系统可靠度反馈最大化.应用拟不可积哈密顿系统随机平均法和随机动态规划原理,导出以可靠度最大为目标的动态规划方程和以平均首次穿越时间最长为目标的动态规划方程.通过分别求解相应动态规划方程,得到最优控制律,受控与未控系统条件可靠性函数及平均首次穿越时间.最后应用MonteCarlo模拟验证结果准确性.

  • 标签: 电力系统 首次穿越 随机平均法 随机动态规划方程 可靠性 寿命
  • 简介:研究了在地基波动影响下非线性粘弹性桩中混沌运动.假定桩体材料满足Leaderman非线性粘弹性本构关系,得到在轴向载荷作用下满足Winkler条件地基土波动方程、桩与地基土耦合振动方程;利用Galerkin方法将非线性积分-微分方程简化,并进行了数值计算,揭示了非线性粘弹性桩包括混沌运动在内动力学行为.

  • 标签: 粘弹性桩 波动影响 运动分析 非线性粘弹性本构关系 GALERKIN方法 WINKLER
  • 简介:为研究斜拉桥中索与梁、索与索之间耦合振动问题,建立了斜拉桥单梁-多索力学模型.考虑索初始垂度引起几何非线性因素影响,将多索梁模型分段处理,基于索、梁经典面内振动微分方程,通过索、梁连接处动态平衡条件,建立多索梁模型面内振动理论.以双索梁为例,应用分离变量法,结合边界条件,求解双索斜拉梁模型平面内自由振动特征值问题.同时,建立双索梁有限元模型,有限元所得结果与本文理论研究吻合良好.最后对CFRP索梁模型各项相关重要参数进行分析,并将本文理论与课题组前期成果进行对比分析.研究表明,CFRP索能极大改善双索梁模型基本动力学性能.增大拉索轴向刚度能明显提高模型低阶频率,而梁弯曲刚度提高对其高阶频率提高比较明显.

  • 标签: 多索梁 模态分析 CFRP索 频率 有限元
  • 简介:以沉浮和俯仰自由度上具有间隙立方结构非线性二元机翼模型为例,考虑系统结构阻尼,建立了系统非线性动力学方程.通过修正三阶活塞理论模拟了超声速流中机翼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时域响应和系统相轨迹变化规律.通过系统分岔图得到了无量纲参数和系统周期运动振幅幅值关系.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:基于压电效应设计了一种包含屈曲梁、质量块和非线性弹簧新型压电俘能器结构,并对其进行了振动响应分析.首先基于Euler—Bernoulli梁理论,利用Hamihon原理建立了压电俘能器结构非线性动力学方程,通过Galerkin离散后数值分析了结构参数对系统一阶固有频率影响;进一步利用多尺度法对系统进行摄动分析,研究了系统稳态幅频特性,数值分析了各系数对幅频响应曲线影响,结果表明该结构在简谐激励作用下会存在多种跳跃现象;最后数值分析了压电俘能器发电性能,讨论了激励幅值和初始静挠度对发电电压影响.

  • 标签: 能量采集 屈曲梁-质量-弹簧系统 幅频特性 非线性振动
  • 简介:研究了高阶非完整系统共形不变性与Noether守恒量,给出了与高阶非完整系统相应完整系统共形不变性定义及其确定方程,通过系统共形不变性与Lie对称性关系,推导出了系统运动方程具有共形不变性并且是Lie对称性共形因子,利用限制方程和附加限制方程,给出了高阶非完整系统弱Lie对称性和强Lie对称性共形不变性,得到了共形不变性导致Noether守恒量,举例说明了结果应用.

  • 标签: 高阶非完整系统 共形不变性 NOETHER守恒量
  • 简介:根据古典阴阳互补和现代对偶互补基本思想,通过罗恩早已提出一条简单而统一新途径,系统地建立了弹性膜结构动力学各类非传统Hamilton型变分原理.这种新非传统Hamilton型变分原理能反映这种动力学初值一边值问题全部特征.文中首先给出膜结构动力学广义虚功原理表式,然后从该式出发,不仅能得到膜结构动力学虚功原理,而且通过所给出一系列广义Legendre变换,还能系统地成对导出弹性膜结构动力学5类变量(Pα,Pβ,pγ,Vα,Vβ,Vγ,Nα,Nβ,Sαβ,εα,εβ,εαβ,u,v,w)、4类变量(Pα,Pβ,pγ,Vα,Vβ,Vγ,Nα,Nβ,Sαβ,εα,εβ,εαβ,u,v,w)、3类变量(Nα,Nβ,Sαβ,εα,εβ,εαβ,u,v,w)和2类变量(Nα,Nβ,Sαβ,u,v,w)非传统Hamilton型变分原理互补泛函、以及相空间(Pα,Pβ,pγ,u,v,w)非传统Hamilton型变分原理泛函与1类变量(u,v,w)非传统Hamilton型变分原理势能形式泛函.同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理内在联系.

  • 标签: 非传统Hamilton型变分原理 膜结构 几何非线性 弹性动力学 对偶互补 初值-边值 问题 相空间
  • 简介:研究了一些非线性偏微分方程非古典势对称和非古典对称,得到了某些方程势对称和新对称,同时也得到了其伴随系统对称,并求出了一些相似解.这些解对进一步研究这些非线性偏微分方程所描述物理现象具有广泛应用价值.

  • 标签: 非线性偏微分方程 非古典势对称 非古典对称 相似解
  • 简介:采用CFD/CSD双向流固耦合算法研究平板结构气动弹性耦合特性.首先,采用CFD/CSD算法计算平板结构颤振临界速度,并与已有文献中实验结果进行比较验证.然后,分别对简支和固支边界条件三维平板结构进行气动弹性特性分析,计算不同约束情况下流场分布变化和平板结构位移响应.同时还考虑加肋和结构材质对平板结构气动弹性特性影响.

  • 标签: 平板结构 亚音速气流 气动弹性耦合特性 CFD CSD算法 时域响应
  • 简介:本文利用基于线性系统稳定性准则SC混沌比例投影同步方法,提出一种全新多进制数字信息混沌保密通信方案.将多进制数字信号调制到发送端系统雅克比矩阵和比例因子中,然后在接收端构造子系统中判断并解调出数字信号.以传输10进制数字信息为例,利用Lorenz混沌吸引子进行数值模拟仿真,详细分析了通信过程中数字信息同步性、安全性以及解码精度.仿真结果和数值分析证明了该多进制数字信息混沌调制方案正确性和有效性.

  • 标签: 保密通信 混沌调制 数字信息 投影同步 雅克比矩阵