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2:1内共振条件下变转速预变形叶片的非线性动力学响应 被引量:9
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作者 顾伟 张博 +1 位作者 丁虎 陈立群 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期1131-1142,共12页
在工程实际中,涡轮机叶片的转速在很多应用场景下不是一个定常值,比如发动机在启动、变速、停机等工况下,转子输入与输出功率失衡,伴随产生扭振,产生速度脉冲.另外,由于服役环境、安装误差等因素会引起叶片在所难免的预变形.本文主要研... 在工程实际中,涡轮机叶片的转速在很多应用场景下不是一个定常值,比如发动机在启动、变速、停机等工况下,转子输入与输出功率失衡,伴随产生扭振,产生速度脉冲.另外,由于服役环境、安装误差等因素会引起叶片在所难免的预变形.本文主要研究预变形叶片,在变转速条件下的非线性动力学行为.考虑叶片转速由一定常转速和一简谐变化的微小扰动叠加而成.应用拉格朗日原理得到变转速叶片的动力学控制方程,并采用假设模态法将偏微分方程转为常微分方程,通过引入无量纲,使方程更具有一般性.运用多尺度方法求解了该参激振动系统,得到了在2:1内共振情形下的平均方程,进而获得系统的稳态响应.详细研究温度梯度、阻尼以及转速扰动幅值等系统参数对叶片动力学响应的影响规律,同时考察了立方项在2:1内共振下对方程的影响.对原动力方程进行正向、反向扫频积分来观察其跳跃现象,并对解析解进行验证.结果发现参数的变化对叶片均有不同程度影响,在2:1内共振下立方项对系统响应的影响很小,解析解与数值解吻合很好. 展开更多
关键词 预变形叶片 变转速 多尺度方法 内共振 参激振动
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斜拉桥拉索在轴向窄带随机激励下的振动响应 被引量:5
2
作者 顾明 任淑琰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期804-811,共8页
导出了拉索在考虑垂度以及索张力沿索长变化时的参激随机微分方程,进一步给出了预测拉索在窄带随机激励下响应的近似理论解——用统计矩截断法求解矩方程,获得高斯闭合解和一阶非高斯闭合解.以南京长江二桥约330米长的A20拉索为研究对象... 导出了拉索在考虑垂度以及索张力沿索长变化时的参激随机微分方程,进一步给出了预测拉索在窄带随机激励下响应的近似理论解——用统计矩截断法求解矩方程,获得高斯闭合解和一阶非高斯闭合解.以南京长江二桥约330米长的A20拉索为研究对象,对以上高斯闭合解和一阶非高斯闭合解进一步进行数值求解以获得拉索的响应,并采用Monte-Carlo数值方法对求解进行验证.分析了拉索振动的一般特征,特别分析了激励中心频率和拉索频率比为1和2时的响应随激励带宽的变化特征,得到了一些新的结论. 展开更多
关键词 斜拉索 窄带随机激励 参数激振 理论模型 MONTE-CARLO模拟
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张紧器结构非线性对深海顶张式立管系统参激稳定性的影响分析
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作者 丁明 孟帅 丁英 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期277-284,共8页
顶张式立管在作业时,浮式平台垂荡运动导致立管轴向张力随时间变化,可能引发立管在水平方向发生参激失稳。随着海洋开发进入深海区,海洋环境愈加恶劣,立管因长径比大幅增加而柔性增强。为确保系统作业安全,必须寻找新的(以前被忽略或简... 顶张式立管在作业时,浮式平台垂荡运动导致立管轴向张力随时间变化,可能引发立管在水平方向发生参激失稳。随着海洋开发进入深海区,海洋环境愈加恶劣,立管因长径比大幅增加而柔性增强。为确保系统作业安全,必须寻找新的(以前被忽略或简化)关键影响因素以实现对立管动态响应准确预测和系统稳定性科学预判。在参激稳定性预报中,直接作用式张紧器最常采用的是线性弹簧模型和工程简化模型。考虑液压缸装置的气体压强和容积、摩擦力、液压损失等因素,建立了直接作用式张紧器非线性模型。采用张紧器线性弹簧模型、工程简化模型和非线性模型,基于富洛开理论预报1 000 m顶张式立管系统的参激稳定性。研究表明,张紧器结构非线性影响立管张紧力和固有频率计算,进而可能导致系统参激稳定误判。采用3种张紧器模型预报参激不稳定区的差别主要发生在低频区,利用非线性模型预报的参激不稳定区最大。随着蓄能器高压气体初始体积的增加和低压氮气瓶初始压强的提高,张紧器结构非线性效应会进一步加强。研究成果可用于修正现用的参激分析软件以更适用于深海区。 展开更多
关键词 深海立管 参激振动 张紧器非线性 不稳定区
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多自由度钻柱参数激励振动的理论分析 被引量:2
4
作者 屈展 薛中天 《江汉石油学院学报》 CSCD 北大核心 1993年第4期67-72,78,共7页
对于多自由度的钻柱系统,由钻压波动所激发的参数激励振动进行了比较详细的理论分析,从多自由度情况下的变参数钻柱横向振动方程出发,针对各种不同边界条件,利用多尺度方法对其振动响应、动力失稳等现象予以分析和讨论,并求出了多自由... 对于多自由度的钻柱系统,由钻压波动所激发的参数激励振动进行了比较详细的理论分析,从多自由度情况下的变参数钻柱横向振动方程出发,针对各种不同边界条件,利用多尺度方法对其振动响应、动力失稳等现象予以分析和讨论,并求出了多自由度钻柱系统参数激励振动的近似解。 展开更多
关键词 钻柱 振动 自由度 钻井 激振动
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电机的机电耦联与磁固耦合非线性振动研究 被引量:40
5
作者 邱家俊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期109-115,共7页
以文献综述的形式系统地阐述了电机转子系统的机电耦联振动及发电机定子系统的磁固耦合振动的近代研究成果。全文分成3个方面(即电磁激发的非线性振动;机电耦联的非线性动力学;发电机定子系统的磁固耦合非线性振动),5个问题分别进行介绍... 以文献综述的形式系统地阐述了电机转子系统的机电耦联振动及发电机定子系统的磁固耦合振动的近代研究成果。全文分成3个方面(即电磁激发的非线性振动;机电耦联的非线性动力学;发电机定子系统的磁固耦合非线性振动),5个问题分别进行介绍(即电磁力激发的参数 共振;电磁激发的多重共振;交流电机机电耦联振动的非线性理论;机电耦联失稳振荡及其动态分岔分析;定子系统磁固耦合的多重共振)。全文列举了63篇论文,大部分论文的理论结果均得到了实验的验证。最后,对此领域研究工作的工程意义及今后的研究展望进行了阐述。 展开更多
关键词 电机 机电耦联 磁固耦合 非线性振动
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参数激励下深海立管动力特性研究 被引量:20
6
作者 杨和振 李华军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期65-69,78,共6页
针对参数激励下深海立管的水平动力响应及参量不稳定性进行研究。随着海洋油气资源勘探开采往深海进发,立管结构与以往相比起到更为关键的作用,并面临着众多的挑战。特别是当立管系统参数处于不稳定区域时,立管结构易发生参量共振,导致... 针对参数激励下深海立管的水平动力响应及参量不稳定性进行研究。随着海洋油气资源勘探开采往深海进发,立管结构与以往相比起到更为关键的作用,并面临着众多的挑战。特别是当立管系统参数处于不稳定区域时,立管结构易发生参量共振,导致立管破坏,造成环境污染及经济损失。深海立管结构动力特性较为复杂,首先建立了深海立管的结构动力学方程,然后采用富洛开理论分析了立管含阻尼与不含非线性阻尼的参量稳定性,计算了立管结构四个典型工况下的水平动力响应。系统方程的求解考虑了模态之间的耦合作用,探讨了参数激励频率与平台振动幅度之间的关系,最后,着重分析了阻尼变化对系统参量稳定区域的影响,研究表明系统阻尼能够有效缩减参量不稳定性的区域,并对深海立管结构设计提出有益的建议。 展开更多
关键词 深海立管 参数激励 不稳定性 动力响应
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裂纹转子的弯扭耦合振动分析 被引量:9
7
作者 朱厚军 赵玫 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期349-353,共5页
以水平 Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的运动方程 ,分析其动态特性。数值分析表明 :使用三种不同的模型 ,裂纹转子弯曲振动响应中均出现 1X、2 X、3X…分量 ;并发生了数次共振现象。考虑弯扭耦合振动后 ,转子弯曲振... 以水平 Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的运动方程 ,分析其动态特性。数值分析表明 :使用三种不同的模型 ,裂纹转子弯曲振动响应中均出现 1X、2 X、3X…分量 ;并发生了数次共振现象。考虑弯扭耦合振动后 ,转子弯曲振动响应中出现一些新的频率成分。U值的变化影响裂纹转子的中心轨迹形状 ,并且随着 U的增大 ,裂纹转子的轴心轨迹变得不稳定。β的变化主要影响 1X分量的大小 ,对别的分量影响不大 ;并且随着β从 0到π增大时 ,1X分量越来越小。 展开更多
关键词 裂纹 转子 参数振动 动态响应 耦合振动 汽轮发电机
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深水钻井隔水管在平台升沉运动下的参激振动响应分析 被引量:8
8
作者 王宴滨 高德利 房军 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期996-1001,1118,共6页
建立了深水钻井隔水管在平台升沉运动作用下的参激振动控制方程;利用振型叠加法将控制方程转化成马蒂厄方程形式,并用摄动法对马蒂厄方程进行求解;考虑海水的阻尼作用,得到了隔水管参激振动的马蒂厄不稳定区。最后对参激振动方程进行了... 建立了深水钻井隔水管在平台升沉运动作用下的参激振动控制方程;利用振型叠加法将控制方程转化成马蒂厄方程形式,并用摄动法对马蒂厄方程进行求解;考虑海水的阻尼作用,得到了隔水管参激振动的马蒂厄不稳定区。最后对参激振动方程进行了实例求解,得到了参激振动下的隔水管位移,并在此基础上对参激振动的稳定性及隔水管强度进行了分析。结果表明:在给定的平台升沉周期与升沉振幅条件下,隔水管外径、壁厚、顶张力的变化均有可能引发隔水管产生参激共振;在不产生参激共振的情况下,隔水管Mises应力随隔水管外径与壁厚的增大而减小,随顶张力与升沉补偿装置轴向刚度系数的增大而增大;最大Mises应力均出现在隔水管顶部,沿水深近似成线性分布。 展开更多
关键词 深水钻井隔水管 参激振动 马蒂厄方程 稳定性分析 强度
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波纹辊轧机辊系垂直非线性参激振动特性分析 被引量:7
9
作者 和东平 王涛 +2 位作者 解加全 任忠凯 刘元铭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期164-171,共8页
考虑了波纹辊轧机波纹界面间的非线性阻尼和非线性刚度,建立了波纹辊轧机两自由度垂直非线性参激振动模型。利用奇异值理论讨论了波纹辊轧机辊系自治下的稳定性,运用多尺度法求解了波纹辊轧机辊系在波纹界面激励下的主共振和次共振的解... 考虑了波纹辊轧机波纹界面间的非线性阻尼和非线性刚度,建立了波纹辊轧机两自由度垂直非线性参激振动模型。利用奇异值理论讨论了波纹辊轧机辊系自治下的稳定性,运用多尺度法求解了波纹辊轧机辊系在波纹界面激励下的主共振和次共振的解析近似解和幅频特性方程。分析了非线性刚度系数、非线性阻尼系数、系统阻尼系数、轧制力的幅值等参数对振动的影响。通过数值仿真验证了分析结果的正确性,为抑制波纹辊轧机的辊系振动和升级改造提供了一定的理论指导。 展开更多
关键词 波纹辊轧机 参激振动 非线性 主共振 次共振
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立辊轧机主传动系统的非线性参激振动仿真 被引量:4
10
作者 杜勇 孟令启 +1 位作者 郭斌 马生彪 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2009年第3期109-113,共5页
考虑了轧制界面间的非线性阻尼以及辊系间的非线性刚度、阻尼,建立了立辊轧机辊系两自由度非线性参激振动模型.分析了该主传动系统的稳定性,得到了阻尼与刚度对系统稳定性的影响关系;并用MATLAB软件对其进行仿真,得出了不同参激频率分... 考虑了轧制界面间的非线性阻尼以及辊系间的非线性刚度、阻尼,建立了立辊轧机辊系两自由度非线性参激振动模型.分析了该主传动系统的稳定性,得到了阻尼与刚度对系统稳定性的影响关系;并用MATLAB软件对其进行仿真,得出了不同参激频率分叉图、相图、庞加莱图及Lyapunov指数图.结果表明,非线性因素和系统的振动特性有着密切的联系;应避免激振力频率与系统固有频率相近,以避免混沌的出现. 展开更多
关键词 轧机 非线性 参激振动 混沌
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斜拉索不稳定振动的主动及半主动控制 被引量:1
11
作者 陈昭晖 应祖光 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2005年第3期5-8,共4页
研究斜拉索在支座运动激励下参激不稳定振动的主动及主动控制。建立斜拉索的参激振动方程,基于Floquet理论分析其不稳定性。应用LQ控制方法确定最优主动控制力,并按照Bingham模型确定相应于磁流变阻尼器的最优半主动控制力。数值结果表... 研究斜拉索在支座运动激励下参激不稳定振动的主动及主动控制。建立斜拉索的参激振动方程,基于Floquet理论分析其不稳定性。应用LQ控制方法确定最优主动控制力,并按照Bingham模型确定相应于磁流变阻尼器的最优半主动控制力。数值结果表明,对于索不稳定振动的控制效果很显著,且切实可行。 展开更多
关键词 振动与波 斜拉索 参激振动 不稳定性 主动控制 半主动控制
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非线性动态轧制过程下冷轧机参激振动特性 被引量:3
12
作者 侯东晓 王新刚 +1 位作者 张华伟 赵红旭 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1754-1758,1789,共6页
同时考虑轧制过程中非线性动态轧制力和辊面振纹导致的非线性参激刚度的影响,建立了非线性动态轧制过程下冷轧机参激振动动力学方程.应用多尺度法求解了轧机发生1/2亚谐共振时的幅频特性方程,得到了阻尼、参激刚度对系统亚谐共振的影响... 同时考虑轧制过程中非线性动态轧制力和辊面振纹导致的非线性参激刚度的影响,建立了非线性动态轧制过程下冷轧机参激振动动力学方程.应用多尺度法求解了轧机发生1/2亚谐共振时的幅频特性方程,得到了阻尼、参激刚度对系统亚谐共振的影响规律,并运用奇异性理论讨论了轧机在非自治情况下分岔特性.最后通过采用轧机实际参数进行数值仿真,得到系统各参数对幅频特性以及分岔和混沌特性的影响规律,发现系统参激刚度的变化会使轧机出现了周期运动和混沌等多种不同的运动形态,为进一步抑制轧机振动提供了理论参考. 展开更多
关键词 冷轧机 动态轧制力 参激振动 共振 分岔
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精梳机钳板机构参激振动稳定性分析 被引量:2
13
作者 赵春花 汤文成 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期101-105,共5页
为了提高钳板机构的运动稳定性,提出了一种新的参数平面,实现了对钳板机构的稳定性分析.首先根据欧拉梁理论建立偏微分运动方程,利用迦辽金法转化偏微分方程为周期变系数常微分方程.其次借助Floquent理论,采用傅立叶级数把周期变系数常... 为了提高钳板机构的运动稳定性,提出了一种新的参数平面,实现了对钳板机构的稳定性分析.首先根据欧拉梁理论建立偏微分运动方程,利用迦辽金法转化偏微分方程为周期变系数常微分方程.其次借助Floquent理论,采用傅立叶级数把周期变系数常微分方程的稳定性问题转变为特征值的求解问题,该方法易于编程实现.提出以构件的长度比、惯性矩比作为构建特征值曲线平面的参数,并通过比较验证了利用该参数平面所得的稳定图更加合理化.最后利用该参数平面分析了钳板机构的稳定性,分析表明,随着速度的提高,不稳定区域越来越宽;影响钳板机构稳定性的主要原因是机构的前两阶模态,可以通过调整构件的长度比、惯性矩比来提高钳板机构运动稳定性. 展开更多
关键词 钳板机构 Floquent理论 参激振动 参数平面 傅立叶级数
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脉冲电场诱导乳化油乳胶粒子的振动及计算 被引量:2
14
作者 龚海峰 彭烨 梅林 《后勤工程学院学报》 2011年第3期48-52,共5页
脉冲电场作用下,乳化油中乳胶粒子会发生长球状的伸缩振动,但目前对于粒子振动的研究较少。通过建立乳胶粒子振动的动力学模型得出粒子的非线性参激振动方程,对振动阻力和恢复力系数进行函数逼近处理,运用谐波平衡法对振动方程进行计算... 脉冲电场作用下,乳化油中乳胶粒子会发生长球状的伸缩振动,但目前对于粒子振动的研究较少。通过建立乳胶粒子振动的动力学模型得出粒子的非线性参激振动方程,对振动阻力和恢复力系数进行函数逼近处理,运用谐波平衡法对振动方程进行计算,得到粒子振动的一次近似解以及幅频特性曲线。数值实验表明,粒子振幅的一次近似解与振动方程的四阶Runge-Kutta法数值解基本接近,可验证乳胶粒子参激振动的计算是可靠的。 展开更多
关键词 乳胶粒子 参激振动 幅频特性 脉冲电场
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FORCED SOLITARY WAVES IN A PARAMETRICALLY EXCITED CIRCULAR TANK
15
作者 王本仁 ROBERT.E.APFEL 《Science China Mathematics》 SCIE 1992年第5期570-575,共6页
A new mode of nonpropagating solitary waves in circular tank, which are forcedly ex-cited in tbe vertical direction, is described. The waveform is measured and the data accordwell with the hyperbolic secant function.A... A new mode of nonpropagating solitary waves in circular tank, which are forcedly ex-cited in tbe vertical direction, is described. The waveform is measured and the data accordwell with the hyperbolic secant function.Analyses of the vibration modes of the wave showthat the mode is not a pure mode of circular container. A wax cone was inserted in themiddle of tank in order to keep down the plateau. The hysteresis phenomenon of excitation ofsolitary wave has been observed as well. 展开更多
关键词 SOLITARY WAVE water waves nonpropagating SOLITARY WAVE parametrically excited vibration.
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轴向运动粘弹性Rayleigh梁的参激振动稳定性 被引量:1
16
作者 汪昌国 王波 +1 位作者 奚丹 赵志成 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第2期180-183,187,共5页
研究了轴向运动粘弹性Rayleigh梁参激振动的稳定性。根据广义哈密顿原理建立轴向运动Rayleigh梁横向振动的控制方程,同时考虑轴力的变化。采用多尺度方法直接求解控制方程,推导出主共振和组合共振的可解性条件;利用Routh-Hurwitz稳定性... 研究了轴向运动粘弹性Rayleigh梁参激振动的稳定性。根据广义哈密顿原理建立轴向运动Rayleigh梁横向振动的控制方程,同时考虑轴力的变化。采用多尺度方法直接求解控制方程,推导出主共振和组合共振的可解性条件;利用Routh-Hurwitz稳定性判据导出了稳定性边界方程;进而确定梁两端简支和固支边界条件下,因共振而产生的失稳区域。数值算例给出了两端简支和固支边界条件下弯曲刚度,支撑刚度,粘弹性系数以及平均速度对前两阶主共振及组合共振稳定性区域的影响。 展开更多
关键词 Rayleigh梁 参激振动 稳定性 多尺度方法
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高压脉冲电场激励油中液滴振动计算与实验 被引量:1
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作者 龚海峰 杨智君 彭烨 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期172-176,共5页
以单液滴为研究对象,建立液滴动力学模型,通过求解模型获得液滴振幅一次近似解及幅频特性关系。算例及实验结果表明,液滴非线性振动计算方法合理,液滴动力学模型能对高压脉冲电场激励油中液滴振动进行有效计算,且能预测液滴"共振&q... 以单液滴为研究对象,建立液滴动力学模型,通过求解模型获得液滴振幅一次近似解及幅频特性关系。算例及实验结果表明,液滴非线性振动计算方法合理,液滴动力学模型能对高压脉冲电场激励油中液滴振动进行有效计算,且能预测液滴"共振"频率及振幅。该研究对研制高效电场脱水装置具有指导意义。 展开更多
关键词 高压脉冲电场 液滴 非线性参激振动 幅频特性
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