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基于刚柔耦合动力学的旋转悬臂梁的频率转向与振型转换特性 被引量：11
1
作者 方建士 黎亮 +1 位作者 章定国 徐振钦 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第17期59-65,共7页
对旋转悬臂柔性梁的刚柔耦合一次近似模型的频率转向和振型转换特性进行研究,在精确描述柔性梁非线性变形基础上,计入柔性梁由于横向变形而引起的纵向缩短项,即二阶非线性耦合变形量,利用Hamilton变分原理和Rayleigh-Ritz假设模态法,推... 对旋转悬臂柔性梁的刚柔耦合一次近似模型的频率转向和振型转换特性进行研究,在精确描述柔性梁非线性变形基础上,计入柔性梁由于横向变形而引起的纵向缩短项,即二阶非线性耦合变形量,利用Hamilton变分原理和Rayleigh-Ritz假设模态法,推导出考虑'动力刚化'效应的一次近似耦合模型。引入量纲一参量,对耦合模型做归一化处理,利用状态空间法求解考虑横纵耦合效应的悬臂梁的固有频率和模态振型。研究发现,耦合效应对旋转悬臂梁固有频率的影响随旋转角速度的增大而变大;相邻两阶模态间存在频率转向,并在转向的过程中伴随着振型转换;相隔多阶模态间存在传递性频率转向,并在转向传递过程中伴随着振型转移;相邻两阶模态间还存在多次频率转向。 展开更多
关键词 旋转悬臂梁 刚柔耦合 频率转向 振型转换
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主动控制压电旋转悬臂梁的参数振动稳定性分析 被引量：13
2
作者 唐冶 王涛 丁千 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1872-1881,共10页
在工程实际中旋转机械由于制造和加工误差,装配的不均匀性等原因,往往会脉动运行,这将使得机械系统发生参数振动.当脉动参数满足一定关系时,这种参数振动将会失稳,进而影响机械结构的正常运转.本文针对这一问题,引入压电材料对脉动旋转... 在工程实际中旋转机械由于制造和加工误差,装配的不均匀性等原因,往往会脉动运行,这将使得机械系统发生参数振动.当脉动参数满足一定关系时,这种参数振动将会失稳,进而影响机械结构的正常运转.本文针对这一问题,引入压电材料对脉动旋转悬臂梁系统的振动进行控制,研究主动控制悬臂梁系统的参数振动优化设计问题,采用Hamilton变分原理与一阶Galerkin离散相结合的方法,建立了受速度反馈传感器主动控制的压电旋转悬臂梁的一阶近似线性控制方程.运用多尺度方法,得到了压电旋转悬臂梁系统在发生1/2亚谐波参数共振时稳定性边界的控制方程,并利用直接分析方法验证了解析摄动解的正确性.将摄动解中临界阻尼比和轮毂角速度脉动幅值的无量纲参数作为评价系统稳定性能的指标.通过数值算例,分析了轮毂半径、轮毂角速度平均值和脉动幅值、梁长以及速度传感器的反馈增益系数对系统稳定性区域的影响.研究结果表明,梁长、轮毂半径、脉动幅值会降低系统稳定性,反馈增益系数可以提高系统稳定性,而轮毂角速度平均值与系统稳定性之间有非单调的关系.为进一步设计压电旋转机械结构提供了理论依据. 展开更多
关键词 压电旋转悬臂梁 主动控制 参数振动 稳定性 多尺度法
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旋转运动柔性悬臂梁的动力特性及振动主动控制研究 被引量：2
3
作者 蔡国平 洪嘉振 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第1期70-74,78,共6页
摘　要:对旋转运动下柔性悬臂梁的动力特性和振动主动控制进行了研究。研究中考虑了 2种动力学模型:零次近似模型和一次近似模型。重点通过算例揭示 2种模型之间的巨大差异以及最优控制方法的有效性。算例结果表明,无控制时,零次近似模... 摘　要:对旋转运动下柔性悬臂梁的动力特性和振动主动控制进行了研究。研究中考虑了 2种动力学模型:零次近似模型和一次近似模型。重点通过算例揭示 2种模型之间的巨大差异以及最优控制方法的有效性。算例结果表明,无控制时,零次近似模型只适用于较小旋转角速度时的情况;对于施加控制的情况,该模型的适用范围可放宽许多。一次近似模型不但能适用于较小角速度的情况,而且能够适用于较大角速度时的情况,且适用于无控制或有控制时的情况。最优控制方法能够使非惯性系下柔性梁的振动得到完全镇定。 展开更多
关键词 旋转运动柔性悬臂梁 最优控制 零次近似模型 一次近似模型
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旋转径向矩形截面悬臂梁的建模与耦合振动分析 被引量：1
4
作者 武祥林 焦映厚 陈照波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期60-68,共9页
该研究提出了一种建立旋转径向悬臂梁动力学模型的分析方法。基于这种方法,建立了考虑弯曲变形,轴向变形和扭转变形之间耦合效应的矩形截面旋转悬臂梁的动力学模型。该动力学模型可以考虑由于旋转所引起的科里奥利效应,旋转软化效应,应... 该研究提出了一种建立旋转径向悬臂梁动力学模型的分析方法。基于这种方法,建立了考虑弯曲变形,轴向变形和扭转变形之间耦合效应的矩形截面旋转悬臂梁的动力学模型。该动力学模型可以考虑由于旋转所引起的科里奥利效应,旋转软化效应,应力刚化效应,同时可以考虑梁的剪切变形、转动惯量以及截面翘曲。采用瑞利-里兹法对动力学方程进行了求解,计算得到了不同参数下旋转径向悬臂梁的固有频率及模态振型,将计算得到的固有频率与三维有限元方法和文献中的方法所获得的固有频率进行了对比。结果表明,采用该分析模型计算所得到的结果与三维有限元方法所获得的结果吻合较好,并且比文献中方法所得到结果具有更高的准确性。此外,还详细研究了旋转径向悬臂梁不同模态振型中模态组分的耦合形式,提出了一种改进的表格型模态振型的表示方法,并且深入研究了转速以及安装角对于模态组分的影响规律。 展开更多
关键词 旋转径向悬臂梁 耦合效应 截面翘曲 模态组分
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基于模态参数及小波变换的旋转梁结构损伤识别 被引量：4
5
作者 孙禹晗 王泽峰 宋智广 《动力学与控制学报》 2023年第1期51-59,共9页
本文采用旋转悬臂梁模型模拟旋翼直升机桨叶结构,并对其开展损伤识别问题研究.首先,基于有限元方法,采用Hamilton变分原理,建立旋转结构的动力学模型,通过对比理论和实验的结果验证模型的正确性.其次,利用不同模态参数(位移模态、应变模... 本文采用旋转悬臂梁模型模拟旋翼直升机桨叶结构,并对其开展损伤识别问题研究.首先,基于有限元方法,采用Hamilton变分原理,建立旋转结构的动力学模型,通过对比理论和实验的结果验证模型的正确性.其次,利用不同模态参数(位移模态、应变模态)对旋转悬臂梁结构进行损伤识别研究.最后,针对位移模态,基于小波变换的奇异性分析特性,研究通过小波系数辅助损伤识别的方法.计算结果表明,对于旋转结构,应变模态的损伤识别效果较好,而位移模态若结合小波变换的奇异性分析,同样可以实现较为准确的损伤识别效果. 展开更多
关键词 旋转悬臂梁 损伤识别 模态参数 小波变换 有限元法
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桨叶的组合共振理论建模与分析
6
作者 李贞坤 程起有 +3 位作者 朱艳 钱峰 刘晨 代志雄 《装备环境工程》 CAS 2022年第6期76-84,共9页
目的对直升机单片桨叶在2个激励力下的组合共振进行理论研究。方法桨叶以固定角速度旋转,视为旋转的细长悬臂梁,受2个不同频率的简谐激励力作用。首先基于哈密顿原理推导旋转梁控制方程,考虑几何大变形和非线性惯性。其次对方程无量纲化... 目的对直升机单片桨叶在2个激励力下的组合共振进行理论研究。方法桨叶以固定角速度旋转,视为旋转的细长悬臂梁,受2个不同频率的简谐激励力作用。首先基于哈密顿原理推导旋转梁控制方程,考虑几何大变形和非线性惯性。其次对方程无量纲化,并采用伽辽金法对控制方程进行离散,最后使用摄动法中的L-P法(Lindstedt-Poincare method)对无量纲方程进行求解。结果获得了组合共振产生条件,同时得到了组合共振下的稳态幅频响应和相应的时间历程图。进一步获得了超谐波/次谐波共振与组合共振同时发生的条件,并对组合共振进行了参数分析,探索了各个激励频率成分、阻尼和激振位置等对组合共振的影响。结论当2激励力满足2Ω_(1)±Ω_(2)=ω_(0)、2Ω_(2)±Ω_(1)=ω_(0)或1/2(Ω_(1)±Ω_(2))=ω_(0)其中之一时,旋转梁可能发生组合共振。组合共振响应中,自由振动成分占主导,存在超谐波共振时,组合共振振幅得到进一步增强。 展开更多
关键词 组合共振 非线性振动 旋转悬臂梁 L-P法 桨叶振动 摄动法
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