旋转周期结构参激振动频率分裂研究

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作者 高鹏 魏振航 王世宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期253-262,共10页

旋转周期结构广泛应用于机械工程领域,参激振动是其常见的振动形式。该文利用周期结构的时空对称特征提出了一种偏微分形式的时变弹性动力学模型,然后利用Galerkin方法及模态正交性得到了常微分形式的多自由度参激振动模型。研究了时变... 旋转周期结构广泛应用于机械工程领域,参激振动是其常见的振动形式。该文利用周期结构的时空对称特征提出了一种偏微分形式的时变弹性动力学模型,然后利用Galerkin方法及模态正交性得到了常微分形式的多自由度参激振动模型。研究了时变刚度激励作用下旋转周期结构的振动行为。为了研究参激振动的固频率分裂规律,采用调制反馈原理分析了不同反馈类型下的振动响应,揭示了时变刚度个数及振动波数等基本参数组合与频率分裂之间的映射关系,还预测了不同反馈类型下参激不稳定对应的激励频率,最后利用Floquét理论和Runge-Kutta方法分别验证了参数不稳定域及不同反馈类型下响应频率的正确性。 展开更多

关键词 旋转周期结构 参激振动 时变刚度 调制反馈 频率分裂

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分组对称旋转周期结构固有频率分裂解析分析 被引量：7

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作者 王世宇 陈东亮 +3 位作者 刘建平 宋轶民 曹树谦 张策 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期393-399,共7页

针对工程领域广泛存在的一类分组旋转周期结构开展了解析动力学研究.提出了一种利用等效对称单元判别固有频率是否分裂的简便方法.采用直接摄动法研究了对称单元分布对模态特性的影响,揭示了等效对称子单元的分组方式与固有频率分裂之... 针对工程领域广泛存在的一类分组旋转周期结构开展了解析动力学研究.提出了一种利用等效对称单元判别固有频率是否分裂的简便方法.采用直接摄动法研究了对称单元分布对模态特性的影响,揭示了等效对称子单元的分组方式与固有频率分裂之间的映射关系.该映射关系提供了一种抑制固有频率分裂的对称单元拓扑调整方法.该方法可用于超声电机和陀螺仪等对固有频率分裂敏感的重要领域.仿真结果验证了固有频率分裂规律的正确性. 展开更多

关键词 旋转周期结构 对称 固有频率分裂

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环状旋转周期结构模态摄动分析 被引量：6

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作者 徐进友 刘建平 +2 位作者 王世宇 宋轶民 秦云 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1015-1019,共5页

为揭示环状旋转周期结构的模态特性,以含附加结构的薄圆环为研究对象,采用直接模态摄动法建立了该周期结构动力特性近似解析方法,获得了环状旋转周期结构的模态表达式.给出了由附加结构的个数及振型的波数决定的固有频率分裂条件以及标... 为揭示环状旋转周期结构的模态特性,以含附加结构的薄圆环为研究对象,采用直接模态摄动法建立了该周期结构动力特性近似解析方法,获得了环状旋转周期结构的模态表达式.给出了由附加结构的个数及振型的波数决定的固有频率分裂条件以及标准圆环振型与摄动振型之间的调制规律.研究表明:分裂的频率中余弦项频率值改变,而正弦项频率值保持不变;重根对应的振型被摄动振型的正、余弦项谐波调制,分裂根对应的振型仅余弦项振型被调制,且重根振型的调制程度大于分裂根振型.仿真结果证明了解析结论的正确性. 展开更多

关键词 环状旋转周期结构 摄动法 固有频率分裂 模态调制

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关于旋转周期结构计算的注记 被引量：1

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作者 陈璞 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期112-113,122,共3页

基于离散 Fourier变换 ,在解析方程的层次上将旋转周期结构的问题化为若干个关于局部结构的问题 。

关键词 旋转周期结构 离散Fourier变换 计算力学 线弹性控制方程

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旋转周期结构的分支屈曲的有限元分析

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作者 李建中 岑章志 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1997年第A01期254-258,共5页

本文根据旋转周结构的结构与变形特点，对此类结构受同周期旋转周期载荷作用下的弹性屈曲前的非线性静力问题进行了简化，并采用复约束方法分支屈曲问题进行了简化。

关键词 旋转周期结构 分支屈曲 复约束法 有限元

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非均布质量对偏心旋转环状周期结构自由振动的影响

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作者 王世宇 王一凡 +1 位作者 朱殿华 魏振航 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期961-972,共12页

工程实际中的各类旋转机械广泛应用旋转环状周期结构.为了提升动力学性能,该类结构通常采用对称构型设计.但是,由于存在制造和安装误差,对称设计的周期结构通常呈现偏心形式的非对称状态,从而降低旋转机械性能.本文研究了该类结构的质... 工程实际中的各类旋转机械广泛应用旋转环状周期结构.为了提升动力学性能,该类结构通常采用对称构型设计.但是,由于存在制造和安装误差,对称设计的周期结构通常呈现偏心形式的非对称状态,从而降低旋转机械性能.本文研究了该类结构的质量周期分布特征对固有频率分裂和动力稳定性的影响.为此,首先建立了惯性坐标系和结构随动坐标系,计算了该结构在自转和公转情形下的能量,利用Hamilton原理得到解析形式的动力学方程;然后,采用Galerkin方法和经典振动理论获得特征方程以及特征值,根据特征值预测了质量个数以及振动波数等不同基本参数组合对动力学特性的影响,揭示了基本参数与固有频率分裂及动力稳定性之间的映射关系;最后,给出了附加质量拓扑结构对固有频率分裂影响的数值算例,然后分别在稳定域和不稳定域中选取计算参考点,利用数值计算求解了时域响应,根据响应的特征验证了稳定性预测结果特别是解析结果的正确性.结果表明:当采用不同附加质量拓扑结构时,固有频率分裂和稳定性规律发生明显的变化;当质量分布参数与振动波数满足所提解析关系时,可有效抑制固有频率分裂,且调整基本参数组合可有效改善系统的动力稳定性.研究结果为该类旋转环状周期结构的振动控制提供了一定的借鉴. 展开更多

关键词 旋转环状周期结构 偏心运动 特征值 固有频率 稳定性

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重复结构振动控制的降维方法 被引量：1

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作者 陈伟民 孙东昌 +3 位作者 王大钧 魏建萍 仝力勇 王泉 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第5期564-570,共7页

提出了对称结构、旋转周期结构和链式结构的振动控制的降维方法.以某种对称的方式设置广义坐标的凝聚、传感器、驱动器的位置以及输入与控制力的关系,即可使控制系统具有和结构同样的重复性.对凝聚了的广义坐标和系统输入采用适当的变换... 提出了对称结构、旋转周期结构和链式结构的振动控制的降维方法.以某种对称的方式设置广义坐标的凝聚、传感器、驱动器的位置以及输入与控制力的关系,即可使控制系统具有和结构同样的重复性.对凝聚了的广义坐标和系统输入采用适当的变换,即可通过执行一些子结构的控制问题实现整体系统的振动控制,从而使控制问题的维度显著降低. 展开更多

关键词 结构的振动控制 重复结构 对称结构 旋转周期结构 链式结构

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汽轮机带鳍状结构叶片组动力特性的有限元分析 被引量：1

8

作者 李建中 王辉 +3 位作者 岑章志 秦飞 张洪涛 于尔亮 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1997年第4期68-75,共8页

本文在对汽轮机叶片组进行动力分析时，针对结构旋转周期性的特点，采用复约束法有效地减缩了系统自由度；在考虑离心力对旋转结构动力特性的影响时，引入了非线性的几何关系，并用有限元的方法计算了结构的动频；对于带鳍状结构的叶片... 本文在对汽轮机叶片组进行动力分析时，针对结构旋转周期性的特点，采用复约束法有效地减缩了系统自由度；在考虑离心力对旋转结构动力特性的影响时，引入了非线性的几何关系，并用有限元的方法计算了结构的动频；对于带鳍状结构的叶片，本文给出了对叶片间特殊约束的处理方法。 展开更多

关键词 汽轮机 叶片 旋转周期结构 复约束法 有限元

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偏心旋转环状周期结构参激振动分析

9

作者 魏振航 王世宇 王一凡 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期55-65,共11页

针对偏心旋转环状周期结构的参激振动问题,利用Hamilton原理建立了含时变激励的动力学模型,分析了不同附加支撑的拓扑结构及其参数组合对固有频率分裂的影响,应用Floquét理论预测了不稳定域,揭示了固有频率分裂与稳定性的关系,还... 针对偏心旋转环状周期结构的参激振动问题,利用Hamilton原理建立了含时变激励的动力学模型,分析了不同附加支撑的拓扑结构及其参数组合对固有频率分裂的影响,应用Floquét理论预测了不稳定域,揭示了固有频率分裂与稳定性的关系,还分析了分组支撑拓扑结构的振动波数、组内夹角及节径夹角对稳定性的影响,并据此提出一种改善稳定性的方法。结果表明:附加支撑的拓扑结构与波数满足一定条件时,固有频率发生分裂,参激振动被激起,参激不稳定域主要出现在固有频率及其线性组合处;参激不稳定域随组内夹角呈现周期性变化,节径夹角对各不稳定域的影响不同。 展开更多

关键词 偏心旋转环状周期结构 旋转支撑 参激振动 固有频率分裂 参激稳定性

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蜂窝夹芯圆环的拓扑优化设计及尺度效应研究 被引量：6

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作者 孙士平 张卫红 +2 位作者 邱克鹏 郭中泽 Bassir Hicham 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期788-795,共8页

采用尺度关联的一体化设计方法开展了旋转周期圆环结构的拓扑优化设计研究,以宏观结构的最大刚度为目标,研究了材料表征体胞尺度、构型以及不同载荷作用形式对蜂窝夹芯圆环结构优化结果的影响.所提出的无量纲结构构型因子实现了优化结... 采用尺度关联的一体化设计方法开展了旋转周期圆环结构的拓扑优化设计研究,以宏观结构的最大刚度为目标,研究了材料表征体胞尺度、构型以及不同载荷作用形式对蜂窝夹芯圆环结构优化结果的影响.所提出的无量纲结构构型因子实现了优化结构的结构效率量化评估.结合SIMP材料模型和周长控制方法,实现了宏观结构和细观表征体胞的优化设计,获得清晰的材料分布.数值算例表明,尺度关联的一体化设计方法能有效地完成圆环结构的拓扑优化设计,设计结果充分反映体胞尺度效应对旋转周期圆环结构夹芯构型的影响. 展开更多

关键词 拓扑优化 尺度效应 结构构型因子 旋转周期结构 表征体胞

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水轮机转轮叶片系统动力分析(Ⅰ)——力学模型与方程列式 被引量：6

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作者 何世江 杜建镔 王勖成 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第8期68-71,共4页

根据水轮机转轮具有旋转周期性的特点，引入复约束的概念，对水轮机结构进行简化，可以显著缩减动力分析问题的计算规模。同时，为了考虑水对水轮机转轮的影响，假设水是不可压，无粘和无旋的，从而将水对水轮机的作用通过附加质量的方... 根据水轮机转轮具有旋转周期性的特点，引入复约束的概念，对水轮机结构进行简化，可以显著缩减动力分析问题的计算规模。同时，为了考虑水对水轮机转轮的影响，假设水是不可压，无粘和无旋的，从而将水对水轮机的作用通过附加质量的方式引入到结构振动方程中。在结构动力方程求解过程中，注意到方程的系数矩阵中和子结构内部自由度相应的主要部分保持为实数矩阵，求解时利用此特点，可以大大节省计算的工作量。 展开更多

关键词 旋转周期结构 动力分析 叶片系统 水轮机 转轮

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