基于传递函数方法的约束层阻尼梁动力学分析 被引量：30

1

作者 李恩奇 雷勇军 +1 位作者 唐国金 李道奎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期75-78,共4页

主要采用传递函数方法对约束层阻尼梁进行动力学分析。首先应用Ham ilton原理推导出梁的六阶微分方程和边界条件,然后引入状态向量,使用分布参数传递函数方法建立系统的状态空间方程,得到了系统的固有频率、损耗因子和频响曲线。算例的... 主要采用传递函数方法对约束层阻尼梁进行动力学分析。首先应用Ham ilton原理推导出梁的六阶微分方程和边界条件,然后引入状态向量,使用分布参数传递函数方法建立系统的状态空间方程,得到了系统的固有频率、损耗因子和频响曲线。算例的计算结果和相关文献比较,吻合良好,表明该方法的正确性。且传递函数方法计算简捷,无需求解复杂变系数的微分方程组,更适宜分析粘弹性材料力学性能随频率变化的结构动力学问题。 展开更多

关键词 传递函数方法 约束层阻尼梁 粘弹性 动力学分析

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旋转壳的数值传递函数方法 被引量：5

2

作者 李海阳 雷勇军 周建平 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期135-138,共4页

应用数值传递函数方法建立了一种用于分析旋转壳静力、动力响应的截锥壳单元。在本方法中，单元的位移在环向展开为Fourier级数的形式，应用薄壳理论可以得到解耦的微分方程。通过Laplace变换可以将方程转化为频域内的常微分方程，将其... 应用数值传递函数方法建立了一种用于分析旋转壳静力、动力响应的截锥壳单元。在本方法中，单元的位移在环向展开为Fourier级数的形式，应用薄壳理论可以得到解耦的微分方程。通过Laplace变换可以将方程转化为频域内的常微分方程，将其表示为状态空间形式后，可以应用数值传递函数方法求解。对复杂的系统可以应用与有限元类似的方法，划分多个单元组合求解。文中给出了几种旋转壳的动力、静力问题的数值算例，并与其它方法进行了比较，表明本文方法具有精度高、计算方便等特点。 展开更多

关键词 旋转壳 截锥壳单元 传递函数方法

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分段轴压阶梯梁自由振动及稳定性分析的传递函数方法 被引量：3

3

作者 李道奎 雷勇军 唐国金 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期1-4,共4页

采用分布传递函数方法,分析任意多段分段常轴压阶梯梁的自由振动和稳定问题,得到形式统一的封闭解析解。根据梁横截面几何尺寸、梁材料和轴压沿梁轴线的变化,将梁分成多段子梁,对每一子梁采用传递函数方法得到其解析解,通过各子梁间的... 采用分布传递函数方法,分析任意多段分段常轴压阶梯梁的自由振动和稳定问题,得到形式统一的封闭解析解。根据梁横截面几何尺寸、梁材料和轴压沿梁轴线的变化,将梁分成多段子梁,对每一子梁采用传递函数方法得到其解析解,通过各子梁间的位移连续和力平衡条件,得到分段常轴压阶梯梁的各阶自由振动频率和失稳载荷及其相应的模态形状。通过三阶梯梁的算例验证本文方法的正确性,并以四阶梯梁为例,计算分段轴压多阶梯梁自由振动的固有频率。 展开更多

关键词 分布传递函数方法 自由振动 失稳 多阶梯梁

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圆锥薄壳热应力分析的分布参数传递函数方法 被引量：2

4

作者 孟祥贵 陈棣湘 潘孟春 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期43-46,共4页

为分析圆锥壳的热应力问题,建立了圆锥壳热弹性问题的基本微分方程,运用分布参数传递函数方法求解了受温度场作用圆锥壳的位移与热应力。计算结果表明,解析解与有限元解吻合良好。该方法可以对不同边界条件下圆锥壳的热变形和热应力问... 为分析圆锥壳的热应力问题,建立了圆锥壳热弹性问题的基本微分方程,运用分布参数传递函数方法求解了受温度场作用圆锥壳的位移与热应力。计算结果表明,解析解与有限元解吻合良好。该方法可以对不同边界条件下圆锥壳的热变形和热应力问题进行分析,还可以推广到旋转壳母线形状为曲线的情况。 展开更多

关键词 温度场 热应力 传递函数方法 解析解 圆锥壳

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传递函数方法在复杂曲梁计算中的应用 被引量：2

5

作者 蒋纯志 金桂 陈亚琦 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第2期84-86,共3页

曲梁在机械工程中的应用非常广泛,例如吊钩、链环等,因此对曲梁进行力学分析和变形计算是机械设计的重要内容。采用传递函数方法对复杂曲梁进行分析,根据曲梁上的载荷和曲线的形状将曲梁分成不同的单元,建立单元的分布传递函数求解模型... 曲梁在机械工程中的应用非常广泛,例如吊钩、链环等,因此对曲梁进行力学分析和变形计算是机械设计的重要内容。采用传递函数方法对复杂曲梁进行分析,根据曲梁上的载荷和曲线的形状将曲梁分成不同的单元,建立单元的分布传递函数求解模型,并在单元之间连接处作了特殊处理,通过坐标变换后再组集成梁整体平衡方程。算例表明,此方法具有很高的精确度。 展开更多

关键词 传递函数方法 曲梁 状态向量

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含内埋矩形脱层复合材料圆柱壳屈曲分析的混合变量条形传递函数方法 被引量：1

6

作者 李道奎 周建平 唐国金 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期262-267,共6页

提出了一种分析含内埋矩形脱层正交各向异性圆柱壳稳定性问题的混合变量条形传递函数方法。首先基于Mindlin一阶剪切壳理论,通过定义圆柱壳的广义力变量和混合变量,建立了壳的改进混合变量能量泛函;然后,为了便于脱层壳的分区求解,通过... 提出了一种分析含内埋矩形脱层正交各向异性圆柱壳稳定性问题的混合变量条形传递函数方法。首先基于Mindlin一阶剪切壳理论,通过定义圆柱壳的广义力变量和混合变量,建立了壳的改进混合变量能量泛函;然后,为了便于脱层壳的分区求解,通过引入条形单元,创建了基于混合变量条形传递函数解的含脱层和不含脱层两种超级壳单元;在此基础上,将含内埋矩形脱层的复合材料层合壳划分成两种超级壳单元的组合体,通过各超级壳单元相互之间连接结点处的位移连续和力平衡条件得到脱层壳的屈曲方程;最后由屈曲方程计算含内埋矩形脱层壳的屈曲载荷和屈曲模态。算例分析的结果验证了本方法的正确性,并给出了几种因素对屈曲载荷和屈曲模态的影响。 展开更多

关键词 屈曲 内埋脱层 混合变量 超级壳单元 条形传递函数方法

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变截面铁木辛柯梁的数值分布传递函数方法 被引量：1

7

作者 蒋纯志 李海阳 金桂 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第4期530-532,共3页

为了研究数值分布传递函数方法对变截面铁木辛柯梁计算中的适用性,基于铁木辛柯梁的静力微分方程,通过定义状态向量,建立变截面铁木辛柯梁状态空间形式的控制方程,利用数值分布参数系统传递函数方法,并借助有限元的单元组集方式,获得变... 为了研究数值分布传递函数方法对变截面铁木辛柯梁计算中的适用性,基于铁木辛柯梁的静力微分方程,通过定义状态向量,建立变截面铁木辛柯梁状态空间形式的控制方程,利用数值分布参数系统传递函数方法,并借助有限元的单元组集方式,获得变截面铁木辛柯梁变形和内力的近似解。以两端固支的变截面梁为例进行了数值计算,与NASTRAN结果进行了对比,吻合良好,表明了此方法的可行性。分布传递函数方法是一种适用范围很广的方法,还可将其推广到铁木辛柯梁的动力学分析,以及其它结构问题的研究方面。 展开更多

关键词 变截面 铁木辛柯梁 数值分布传递函数方法 有限元 状态向量

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等截面曲梁的传递函数方法 被引量：3

8

作者 蒋纯志 李海阳 姚敏 《科学技术与工程》 2006年第16期2425-2427,2432,共4页

对将传递函数方法运用于曲梁的变形计算进行了研究。建立弧坐标,并定义状态向量,将曲梁变形控制方程和边界条件写成状态空间形式,其中轴力和弯矩都是方程中的参数。文中给出了数值算例并与精确解进行了对比。

关键词 等截面曲梁 传递函数方法 弧坐标

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不规则区域平面问题的条形传递函数方法

9

作者 李海阳 雷勇军 周建平 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期463-468,共6页

对条形传递函数方法进行了改进 ,提出了映射条形传递函数方法 ,用于处理非正规形状区域的平面问题。在本文方法中 ,一个非正规区域被映射成为若干矩形子区域的组合 ,在这些矩形子区域内划分条形单元 ,进而建立起位移离散模型。利用变分... 对条形传递函数方法进行了改进 ,提出了映射条形传递函数方法 ,用于处理非正规形状区域的平面问题。在本文方法中 ,一个非正规区域被映射成为若干矩形子区域的组合 ,在这些矩形子区域内划分条形单元 ,进而建立起位移离散模型。利用变分关系对模型处理 ,可以得到问题的动态控制方程。应用改进后得到的数值传递函数方法对方程求解 ,就可以得到系统的动力、静力响应。文后应用上述方法建立了应用模型并给出了数值算例 ,结果表明本方法继承了原方法精度高、处理规范、便于求解动态问题等优点 。 展开更多

关键词 映射 平面问题 传递函数方法 半解析方法 不规则区域 动态控制方程

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平面光波导的数值传递函数方法

10

作者 李海阳 冯莹 周建平 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第1期85-88,共4页

把数值传递函数方法应用于对平面光波导的分析。本方法从光波导的标量变分关系出发 ,通过状态方程对问题求解计算。文中引入了传递函数无穷单元的概念 ,使得本方法在处理近截止区域的问题时更加合理 ,计算量更小。文后给出了本文方法的... 把数值传递函数方法应用于对平面光波导的分析。本方法从光波导的标量变分关系出发 ,通过状态方程对问题求解计算。文中引入了传递函数无穷单元的概念 ,使得本方法在处理近截止区域的问题时更加合理 ,计算量更小。文后给出了本文方法的应用和算例 ,与多种方法进行了比较 ,表明本文方法在处理折射率均匀分布和渐变分布波导时都有着特有的优势。 展开更多

关键词 传递函数方法 无限元 平面光波导 数值传递函数

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约束层阻尼板动力学问题的传递函数解 被引量：15

11

作者 李恩奇 唐国金 +1 位作者 雷勇军 李道奎 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期5-9,共5页

采用传递函数方法对约束层阻尼板进行了动力学分析。使用Hamilton原理得到了约束层阻尼板的运动方程和边界条件,对未知位移进行级数展开,引入状态向量,使用分布参数传递函数方法建立系统的状态空间方程进行求解,分析了四边简支板的自由... 采用传递函数方法对约束层阻尼板进行了动力学分析。使用Hamilton原理得到了约束层阻尼板的运动方程和边界条件,对未知位移进行级数展开,引入状态向量,使用分布参数传递函数方法建立系统的状态空间方程进行求解,分析了四边简支板的自由振动和频率响应问题,得到了板的固有频率、损耗因子和频响曲线。算例的计算结果与NASTRAN计算结果相比吻合良好。 展开更多

关键词 传递函数方法 约束层阻尼板 黏弹性 动力学分析

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等截面纵横弯曲梁的分布传递函数法 被引量：1

12

作者 蒋纯志 张剑华 曹菊英 《科学技术与工程》 2007年第13期3222-3224,共3页

建立了等截面纵横弯曲梁的分布传递函数求解模型。这种模型可以适应复杂的边界条件和外力情况,表达公式形式简单规范,便于计算机编程处理。对于复杂系统,根据外力和约束的情况,将其分成多个子系统,并依照分布传递函数方法分别对每个子... 建立了等截面纵横弯曲梁的分布传递函数求解模型。这种模型可以适应复杂的边界条件和外力情况,表达公式形式简单规范,便于计算机编程处理。对于复杂系统,根据外力和约束的情况,将其分成多个子系统,并依照分布传递函数方法分别对每个子系统进行处理,借助有限元方法,建立整个系统的平衡方程,最后得出问题的解。 展开更多

关键词 纵横弯曲梁 分布传递函数方法 有限元法

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局部覆盖约束层阻尼梁动力学问题的解析解 被引量：5

13

作者 李恩奇 唐国金 +1 位作者 李道奎 雷勇军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期85-89,共5页

采用传递函数方法对局部覆盖约束层阻尼梁进行了动力学分析。由Hamilton原理导出了约束层阻尼梁的运动方程和边界条件,经Laplace变换后引入状态向量建立了系统的状态空间方程,由边界条件和连接条件共同构成的定解条件,利用传递函数方法... 采用传递函数方法对局部覆盖约束层阻尼梁进行了动力学分析。由Hamilton原理导出了约束层阻尼梁的运动方程和边界条件,经Laplace变换后引入状态向量建立了系统的状态空间方程,由边界条件和连接条件共同构成的定解条件,利用传递函数方法求解方程得到了系统的固有频率、损耗因子和频响曲线。算例计算结果与相关文献或NAS-TRAN计算结果吻合良好,验证了传递函数方法的有效性和精确性,且本文方法更适合于阻尼层粘弹性材料采用随频率变化的复模量模型的情况。同时还讨论了约束层阻尼的位置和覆盖率对系统固有频率和损耗因子的影响,为今后的优化研究奠定了基础。 展开更多

关键词 传递函数方法 约束层阻尼 粘弹性 动力学 局部

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太阳电池阵组合基板模态参数分析的半解析模型 被引量：5

14

作者 雷勇军 李东旭 唐国金 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期12-16,共5页

基于分布参数系统传递函数方法的基本理论,针对空间结构太阳电池阵的特殊结构形式,通过将太阳电池阵基板划分为条形单元,将基板间连接铰链副简化为均匀梁单元,并利用条形单元与梁单元公共结点间位移连续与力平衡条件,建立了空间结构太... 基于分布参数系统传递函数方法的基本理论,针对空间结构太阳电池阵的特殊结构形式,通过将太阳电池阵基板划分为条形单元,将基板间连接铰链副简化为均匀梁单元,并利用条形单元与梁单元公共结点间位移连续与力平衡条件,建立了空间结构太阳电池阵动力学特性分析的半解析计算模型。得到了太阳电池阵单块基板和多块组合基板的模态参数计算值,并将其计算结果与有限元结果进行了比较。 展开更多

关键词 太阳电池阵 条形传递函数方法 固有频率 半解析分析模型 航天器 组合基板 模态参数分析 结构动力学

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基于非局部理论的黏弹性基体上压电纳米板热-机电振动特性研究 被引量：8

15

作者 张大鹏 雷勇军 段静波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期32-41,共10页

基于非局部弹性理论研究黏弹性基体上压电纳米板的热-机电振动特性。综合考虑非局部效应、压电效应以及温度场、电场等因素影响,根据Kirchhoff板理论和Hamilton原理建立黏弹性基体上压电纳米板的热-机电振动特性分析模型,然后利用Galer... 基于非局部弹性理论研究黏弹性基体上压电纳米板的热-机电振动特性。综合考虑非局部效应、压电效应以及温度场、电场等因素影响,根据Kirchhoff板理论和Hamilton原理建立黏弹性基体上压电纳米板的热-机电振动特性分析模型,然后利用Galerkin条形传递函数方法进行求解,得到一般边界条件下压电纳米板固有频率的半解析解。通过与文献结果进行对比,验证所建分析模型与求解方法的有效性,并在此基础上系统分析非局部效应、边界条件、外电压、温度变化梯度等对压电纳米板振动特性的影响规律。结果表明,所建立的分析模型及其求解方法在分析黏弹性基体上压电纳米板的热-机电振动特性问题中准确有效。 展开更多

关键词 压电纳米板 黏弹性基体 振动特性 非局部弹性理论 传递函数方法

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基于非局部理论的黏弹性地基上欧拉梁自由振动特性分析 被引量：7

16

作者 张大鹏 雷勇军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期88-95,133,共9页

基于非局部黏弹性理论,针对非局部阻尼欧拉梁在非局部黏弹性地基上的振动特性问题进行研究。首先通过引入广义Maxwell黏弹性模型、速度相关型外阻尼模型以及非局部黏弹性地基模型,建立了欧拉梁的振动控制方程。然后利用传递函数方法得... 基于非局部黏弹性理论,针对非局部阻尼欧拉梁在非局部黏弹性地基上的振动特性问题进行研究。首先通过引入广义Maxwell黏弹性模型、速度相关型外阻尼模型以及非局部黏弹性地基模型,建立了欧拉梁的振动控制方程。然后利用传递函数方法得到了不同边界条件下欧拉梁固有频率及相应模态振型的封闭解。通过与文献中已有研究结果进行对比验证了所建模型的正确性,并在此基础上分析了欧拉梁非局部参数、黏弹性参数、地基非局部参数、刚度及长度等影响因素对固有频率的影响情况。结果表明,所建的动力学模型及计算分析方法对解决非局部阻尼欧拉梁在非局部黏弹性地基支撑下的动力学问题准确有效。 展开更多

关键词 自由振动 非局部地基 欧拉梁 非局部弹性理论 传递函数方法

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被动约束层阻尼梁动力学优化研究 被引量：6

17

作者 李恩奇 盛秀成 +1 位作者 申志彬 王江枫 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期176-182,共7页

研究被动约束层阻尼(passive constrained layer damping,PCLD)梁的动力学优化问题,优化变量为PCLD的起始位置、覆盖长度、阻尼层厚度和约束层厚度。在局部覆盖PCLD梁动力学特性的传递函数解的基础上,建立PCLD梁的单目标和多目标优化模... 研究被动约束层阻尼(passive constrained layer damping,PCLD)梁的动力学优化问题,优化变量为PCLD的起始位置、覆盖长度、阻尼层厚度和约束层厚度。在局部覆盖PCLD梁动力学特性的传递函数解的基础上,建立PCLD梁的单目标和多目标优化模型。单目标优化中以结构模态损耗因子最大为优化目标,讨论约束条件中PCLD附加结构质量系数对优化结果的影响。多目标优化中以各阶模态损耗因子最大、各阶固有频率改变量最小和PCLD附加的结构质量最小为优化目标,增加约束层纵振频率的约束条件,讨论优化目标函数中各权重系数对优化结果的影响。此外,还在有限元软件MSC.Patran/Nastran中二次开发出PCLD梁动力学优化模块。两种方法的优化结果一致,验证本文计算结果的正确性。 展开更多

关键词 动力学优化 被动约束层阻尼梁 传递函数方法 混合遗传算法 二次开发

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考虑黏弹性材料随机性的被动约束层阻尼梁动力学分析 被引量：1

18

作者 李恩奇 雷勇军 +2 位作者 李九天 李道奎 唐国金 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期22-26,共5页

采用传递函数方法研究了阻尼层黏弹性材料随机性对被动约束层阻尼(PCLD)梁动力学特性的影响。由Hamilton原理建立了PCLD梁六阶运动微分方程,通过引入状态向量,建立了系统的状态空间方程,利用传递函数方法得到了梁的固有频率和损耗因子... 采用传递函数方法研究了阻尼层黏弹性材料随机性对被动约束层阻尼(PCLD)梁动力学特性的影响。由Hamilton原理建立了PCLD梁六阶运动微分方程,通过引入状态向量,建立了系统的状态空间方程,利用传递函数方法得到了梁的固有频率和损耗因子。以黏弹性材料分数导数模型中的参数作为基本的随机变量,并假设其服从正态分布,使用Monte Carlo直接抽样法考察了材料模型参数的随机性对结构固有频率和模态损耗因子的影响。计算结果表明黏弹性材料参数的随机性对梁动力学特性的变异系数影响较大,模态损耗因子的变异系数最大值是材料参数变异系数的4.5倍。 展开更多

关键词 传递函数方法 约束层阻尼梁 黏弹性 动力学 随机变量 MONTE Carlo法

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基于非局部理论的黏弹性基体中压电纳米梁热-机电振动特性 被引量：2

19

作者 张大鹏 雷勇军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期142-149,共8页

基于非局部Euler梁理论和Hamilton原理建立黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性分析模型。综合考虑非局部效应、压电效应、温度场、电场等复杂因素影响,推导出黏弹性基体中压电纳米梁振动特性分析的振动控制方程,并利用分布参数传... 基于非局部Euler梁理论和Hamilton原理建立黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性分析模型。综合考虑非局部效应、压电效应、温度场、电场等复杂因素影响,推导出黏弹性基体中压电纳米梁振动特性分析的振动控制方程,并利用分布参数传递函数方法求解出一般边界条件下压电纳米梁的固有频率及相应振型。以锆钛酸铅压电陶瓷-4材料制成的某压电纳米梁为例,给出了四种典型边界条件下该压电纳米梁的前四阶固有频率,并系统分析了非局部效应、外部电压、温度载荷、黏弹性基体等因素对压电纳米梁热-机电振动特性的影响规律。分析结果表明:所建立的振动特性分析模型及其求解方法在分析黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性问题中准确有效。 展开更多

关键词 压电纳米梁 热-机电振动特性 黏弹性基体 非局部弹性理论 传递函数方法

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黏弹性基底上阻尼碳纳米管的动力学特性 被引量：1

20

作者 张大鹏 雷勇军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期141-149,共9页

采用欧拉梁模型建立了有阻尼碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题分析模型。通过引入非局部理论、广义Maxwell黏弹性模型、速度相依的外阻尼模型及黏弹性基底模型推导出碳纳米管动力学分析的欧拉梁振动控制方程。在Kelvin-Voigt黏弹性... 采用欧拉梁模型建立了有阻尼碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题分析模型。通过引入非局部理论、广义Maxwell黏弹性模型、速度相依的外阻尼模型及黏弹性基底模型推导出碳纳米管动力学分析的欧拉梁振动控制方程。在Kelvin-Voigt黏弹性模型基础上,分别给出无基底和全基底支撑时碳纳米管固有频率的一般解析表达式,并分析讨论全基底时的多种典型情况。然后利用传递函数方法求解出一般边界条件下振动控制方程的封闭解。以某单壁碳纳米管为例,得到不同边界条件下该单壁碳纳米管的前四阶固有频率,并分析了碳纳米管非局部参数、黏弹性参数、基底刚度及长度等影响因素对固有频率和阻尼因子的影响情况。结果表明,文中所建的动力学分析模型及计算方法对解决碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题准确有效。 展开更多

关键词 动力学特性 黏弹性基底 欧拉梁 非局部弹性理论 传递函数方法

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