自激振动系统减振新机理的研究.pdf

胍天津大摹硕士学位论文作者姓名:天津大学研究生院年学科专业:指导教师:中国近代第一所大学●
中文摘要关键词:多尺度法杜芬减振自激振动约束分岔增量谐波平衡法机翼自激振动在工程界广泛存在,比如机翼颤振、切削颤振、输电线或悬索的驰振、柔性制造系统的振动等等。对其进行抑制或控制是当今工程自激振动问题研究的重要内容;同时,其产生往往与系统分岔有关,因而自激振动控制,还与非线性动力学研究热点问题之一分岔的控制密切相关。针对最典型的自激振动系统褡樱疚奶岢鼋ň哂星科裙舱窦励的褡佑肫渫ü窍咝宰枘狁詈侠唇档驼穸男滤悸贰本文首先用多尺度法得到耦合系统的平均方程,并得到了双模态解、单模态解的一阶近似分岔方程。分析指出:双模态解分岔属于双边约束分岔问题,并分别以强迫激励振幅、频率以及匠塘⒎椒窍咝韵钕凳7植聿问蟮系统的多种约束分岔模式。数值计算结果与理论结果吻合较好。对单模态解的分翁,由于多尺度法低阶近似有一定局限性,引入增量谐波平衡法进行了计算分析。双模态解分岔,奇异性理论及数值计算的结果均表明:在适当参数组合下,自激振动可以得到很好、甚至完全的抑制。激励振幅有〉酱笾鸾ピ黾邮保激振动主系统振动先逐渐降低,然后双模态解失稳,其响应中出现同激励频率相同的成分,成为单模态运动,并且随激励振幅的增加振动加剧,因此激励振幅存在最佳值的问题。作为自激振动新减振机理的初步应用,讨论了机翼颤振的抑制问题。数值分析发现:减振系统对机翼垂直升降振幅影响较大,尤其是当外激励冉洗蟮氖候;而对机翼仰角变化的振幅影响不大,但是改善了其振动的复杂性。表明这种减振方案有一定的可取性。其它参数对减振效果的影响、在典型工程自激振动问题中的应用,还有待进一步深入探讨。本文这些发现对于设计新型自激振动减振器有非常重要的指导作用。颤振
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学位论文作者签名:芬红适砖鬃厶;渤学位论文作者签名:拶次迄佑独创性声明学位论文版权使用授权书签字日期:D月/日枷,觏髟拢或撰写过的研究成果,也不包含为获得盘鲞盘鲎或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解叁壅盘芏有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检签字日期:加口月本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:
穸低矹第一章绪论自激振动系统简介·】滑动轴承产生的油膜振动,输电线因结冰形成的非断面在承受——定的风力时引常的能源汲取能量,调节器的作用使输入的能量具有交变性。当输入的能量与耗能源调节器在振动系统中,有些振动系统的振动情况由自身参数决定,这样的振动系统称为自激振动系统。自激振动出现在许多系统和结构中,例如,大型旋转机器的起的大幅度舞动,许多由于干摩擦引起的振动。自激振动的机理在于系统的数学模型中有一个与系统速度有关的非线性项,当系统振幅小时,这个非线性项对系统作正功,相当于负阻尼;当系统振幅大时,对系统作负功,相当于正阻尼,这个非线性项作用的结果当然是维持一个定常振动,形成稳定的极限环,自激振动最典型而又最简单的例子是自激振动的产生:任何实际的系统都会不可避免的耗散能源,使自由振动不断衰减直至静止。因此没有能量的补充不可能维持持久的等幅振动。外界能量对系统的补充有两种⑹芷日穸O低吃谥芷诒浠募だψ饔孟陆邮芡饨绲哪芰坎钩洌槐涞哪量输入使系统维持等幅振动。⒆哉裣低场K步邮芡饨绲哪芰坎钩洌茉词呛愣ǖ模皇侵芷诒浠摹系统以自己的运动状态作为调节器,以控制能量的输入。这类系统能自主的从定散的能量达到平衡时,系统可维持等幅振动,即自激振动。自振系统由耗散系统、恒定的能源和受系统运动状态反馈的调节器三部分构成缤.。反馈自激振动的特征:⒄穸讨校嬖谀芰康氖淙胗牒纳ⅲ虼俗哉裣低澄7潜J叵低场⒛茉春愣ǎ芰康氖淙虢鍪茉硕刺凑穸低车奈灰坪退俣鹊牡鹘冢此自振系统不显含时间变量,为自治系统。⒄穸奶卣髁浚缙德屎驼穹上低车奈锢聿问范ǎ氤跏继跫薰亍⒆灾蔚南咝韵低持荒懿ゼ踝杂烧穸藓纳⑹币仓荒懿穹沙跏继件确定的等幅自由振动。因此自振系统必为非线性系统。⒆约ふ穸奈榷ㄐ匀【鲇谀芰康氖淙胗牒纳⒌南嗷ス叵怠H粽穹ɡ胛忍时,能量的增减能促使振幅回至稳态值,则自激振动稳定。反之,自激振动天津大学硕十学位论文匠獭形式:例第
究翁獾姆⒄瓜肿不稳定。工程中常见的几种自激振动形式:⒏赡Σ磷哉瘢由干摩擦引起的自激振动