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题名带集中质量的旋转柔性曲梁动力学特性分析
被引量：13
- 1
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作者
吴吉
章定国
黎亮
陈渊钊
钱震杰
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机构
南京理工大学理学院
农业部南京农业机械化研究所
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第4期1134-1147,共14页
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基金
国家自然科学基金(11772158,11502113,11602120)
中央高校基本科研业务费专项资金(30917011103)资助项目
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文摘
本文对带集中质量的平面内旋转柔性曲梁动力学特性进行了研究.基于绝对节点坐标法推导出曲梁单元,其中该曲梁单元采用Green-Lagrangian应变,并根据曲梁变形前后的曲率变化和曲率的精确表达式计算了曲梁单元弹性力所作的虚功.通过虚功原理,利用δ函数和中心刚体与悬臂曲梁之间的固支边界条件,建立了带集中质量的旋转柔性曲梁非线性动力学模型.基于该模型,本文仿真计算了悬臂曲梁的纯弯曲问题和带有刚柔耦合效应的旋转柔性曲梁动力学响应问题,以此分别讨论了所提出曲梁单元的收敛性和动力学模型的正确性.进一步应用D’Alembert原理,将旋转曲梁等效为带离心力的无旋转曲梁,通过线性摄动处理得到系统的特征方程,以此分别研究了旋转角速度、初始曲率和集中质量对曲梁动力学特性的影响.最后重点分析了旋转曲梁的频率转向和振型切换问题,并阐述了两者之间的相互关系.研究结果表明:随着旋转角速度的增大,曲梁的频率特性与直梁的频率特性相近,以及曲梁拉伸变形占主导的模态振型会提前.
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关键词
绝对节点坐标法
旋转曲梁
集中质量
频率转向
振型切换
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Keywords
absolute nodal coordinate formulation
rotating curved beam
concentrated mass
frequency loci veering
mode shift
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分类号
O313
[理学—一般力学与力学基础]
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题名平面细长梁基于无网格径向基点插值的绝对节点坐标法
被引量：4
- 2
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作者
陈渊钊
章定国
黎亮
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机构
南京理工大学理学院
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出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第2期245-254,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11772158
11502113
+2 种基金
11502098)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(30917011103)
江苏省高校自然科学研究面上项目(15KJB130003)资助
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文摘
为了消除或减弱传统绝对节点坐标法(Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF)中缩减梁单元的"失真现象",构造了一种适用于描述柔性梁绝对位形的无网格径向基点插值(Radial Point Interpolation Method,RPIM)形函数,提出了柔性梁基于无网格RPIM的ANCF法。传统ANCF梁单元在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,悬臂梁越弯曲该差异越明显,失真越大。失真导致伪应变的产生,极大地影响数值求解的精度。而RPIM法采用一组场节点离散问题域,通过计算点支持域内的场节点构造形函数,计算点一般位于支持域的中心区域,不同计算点之间的支持域有较多重合的部分,加强了节点之间的联系,能更合理、准确地描述绝对位形,能有效减小失真。研究表明:基于RPIM的ANCF法较传统ANCF法精度更高、计算效率更快、对不等距分布节点的适应性更强,在大变形柔性多体系统动力学领域内具有推广性。
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关键词
多体系统动力学
柔性梁
绝对节点坐标法
径向基点插值法
失真
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Keywords
multibody dynamics
flexible beam
absolute nodal coordinate formulation
radial point interpolation method
distortion
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分类号
O313.7
[理学—一般力学与力学基础]
O322
[理学—力学]
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题名匀速旋转刚环-内接柔性梁系统的共振分析
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作者
陈渊钊
吴文军
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机构
广西科技大学机械与汽车工程学院工程力学系
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出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期1321-1328,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11862001,11502056,12202110)
广西自然科学基金资助项目(2020GXNSFBA297010,2018GXNSFAA138040)。
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文摘
研究了旋转刚环-内接柔性梁系统的动力学建模与振动特性。基于浮动坐标系方法,考虑柔性梁由于弯曲变形产生的轴向缩短量,利用有限元法对柔性梁位移场进行插值,推导出柔性梁的动能、应变能和重力做功的表达式,运用第二类拉格朗日原理,建立旋转刚环-内接柔性梁系统的动力学模型。基于该模型分析系统的临界失稳转速,其仿真结果与现有数据以及商业软件ANSYS数值结果相吻合,可验证该模型的正确性。研究表明:系统存在比临界失稳转速小的共振转速,在共振转速时,重力周期性变化频率接近系统的固有频率,梁的振幅随时间的增大而增大;径长比越大,共振转速越小;系统在径长比为1时,无量纲共振转速区间为2.20至2.36,若转速接近共振转速区间,则柔性梁的振幅时而变大,时而变小,产生拍振现象。
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关键词
旋转内接柔性梁
刚柔耦合
失稳
共振
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Keywords
rotating internal flexible beam
rigid flexible coupling
instability
resonance
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分类号
O313.7
[理学—一般力学与力学基础]
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