彈性轉(zhuǎn)子動力學(xué)

目錄
前言
第1章 彈性體的動力學(xué)理論基礎(chǔ) 1
1.1 彈性體的動力學(xué)方程 1
1.1.1 彈性體的基本動力學(xué)方程 1
1.1.2 彈性體系統(tǒng)的變分原理 3
1.2 彈性系統(tǒng)的應(yīng)變能與動能 4
1.2.1 應(yīng)變能 5
1.2.2 動能 8
1.3 彈性體動力學(xué)近似求解方法 11
1.3.1 瑞利法 11
1.3.2 里茨法 14
1.3.3 伽遼金法 16
1.3.4 有限單元法 17
1.4 彈性體動力學(xué)方程的數(shù)值求解方法 21
1.4.1 Wilson-θ法 21
1.4.2 Newmark法 25
1.4.3 龍格-庫塔法 27
1.4.4 精細(xì)積分法 29
第2章 彈性轉(zhuǎn)子的渦動特性 33
2.1 彈性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)梁模型的渦動 33
2.1.1 基于Rayleigh梁的動力學(xué)模型 33
2.1.2 基于Timoshenko梁的動力學(xué)模型 35
2.1.3 基于Bernoulli-Euler梁的動力學(xué)模型 36
2.1.4 彈性轉(zhuǎn)子自由渦動的解析解 36
2.2 含剛性圓盤的彈性轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性 38
2.3 受周期移動載荷的彈性轉(zhuǎn)子渦動 43
2.3.1 運(yùn)動微分方程 44
2.3.2 外載荷分析 46
2.3.3 離散化控制方程 47
2.4 彈性轉(zhuǎn)子離散化方法的計算實例 48
2.4.1 集總參數(shù)法 48
2.4.2 變速器齒輪傳動系統(tǒng)的分析實例 49
第3章 彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的渦動特性 55
3.1 彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型 55
3.1.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)坐標(biāo)系 55
3.1.2 旋轉(zhuǎn)彈性盤的動力學(xué)模型 56
3.1.3 彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)模型 59
3.2 單彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)特性 65
3.3 雙彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)特性 69
3.4 滑動軸承支承下彈性盤-軸轉(zhuǎn)子的動力響應(yīng) 71
3.4.1 油膜力引起轉(zhuǎn)子系統(tǒng)失穩(wěn)的機(jī)理 71
3.4.2 軸承油膜力模型 73
3.4.3 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)模型 77
3.4.4 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性動力學(xué)特性 80
3.5 氣流激振力作用下彈性盤-軸轉(zhuǎn)子的動力響應(yīng) 99
3.5.1 氣流激振力引起轉(zhuǎn)子失穩(wěn)的機(jī)理 99
3.5.2 氣流激振力模型 101
3.5.3 氣流激振力下彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)模型 104
3.5.4 氣流激振力下彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng) 105
第4章 旋轉(zhuǎn)彈性板轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的渦動特性 118
4.1 旋轉(zhuǎn)彈性板轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)模型 118
4.2 旋轉(zhuǎn)彈性板轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng) 122
4.2.1 動力學(xué)響應(yīng)的解析解 122
4.2.2 基于差分法的動力學(xué)響應(yīng)的數(shù)值解 128
4.3 旋轉(zhuǎn)彈性板轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有特性 130
4.4 旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動力學(xué)響應(yīng) 134
4.4.1 動力學(xué)模型 134
4.4.2 碰摩薄板振動的解析解 137
4.4.3 旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動力學(xué)特性 140
4.5 基礎(chǔ)激勵下旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動力學(xué)響應(yīng) 145
4.5.1 動力學(xué)模型 145
4.5.2 基礎(chǔ)激勵下旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩解析解 148
4.5.3 基礎(chǔ)激勵下彈性板碰摩的動力學(xué)特性 151
4.6 熱沖擊下旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動力學(xué)響應(yīng) 154
4.6.1 旋轉(zhuǎn)彈性板熱彈耦合的理論基礎(chǔ) 154
4.6.2 碰摩彈性板的熱沖擊動力學(xué)模型 155
4.6.3 旋轉(zhuǎn)彈性板熱沖擊振動解析解 158
4.6.4 熱沖擊下旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動力學(xué)特性 164
第5章 旋轉(zhuǎn)大撓度彈性板的非線性動力學(xué)特性 169
5.1 旋轉(zhuǎn)大變形板振動的高階非線性效應(yīng) 169
5.1.1 中心剛體-旋轉(zhuǎn)大變形板的變分原理 169
5.1.2 中心剛體-旋轉(zhuǎn)大變形板的動力特性 175
5.2 旋轉(zhuǎn)大變形板碰摩的非線性振動特性 179
5.2.1 非線性動力學(xué)模型 179
5.2.2 大撓度的非線性動力學(xué)特性 193
5.3 熱沖擊下旋轉(zhuǎn)大變形板碰摩的非線性振動特性 199
5.3.1 旋轉(zhuǎn)大變形板熱沖擊-碰摩耦合的動力學(xué)模型 200
5.3.2 旋轉(zhuǎn)大變形板碰摩的動力學(xué)特性 211
5.3.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動的分岔與混沌 216
第6章 充液彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的渦動特性 223
6.1 充有理想流體的彈性轉(zhuǎn)子的動力穩(wěn)定性 223
6.1.1 腔內(nèi)流體作用力的解析式 223
6.1.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性 227
6.1.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響因素 229
6.2 充有黏性流體的彈性轉(zhuǎn)子的渦動穩(wěn)定性 232
6.2.1 腔內(nèi)流體作用力的解析式 232
6.2.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)渦動的特征方程 236
6.2.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其影響因素 240
6.3 充液彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的渦動特性 244
6.4 充液彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng) 247
6.4.1 流體動壓力的分布特性 247
6.4.2 充液彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)動力學(xué)響應(yīng) 262
第7章 彈性盤片軸耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的渦動特性 268
7.1 盤片軸耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)的解析解法 268
7.1.1 動力學(xué)模型 268
7.1.2 運(yùn)動微分方程 270
7.1.3 自由振動轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有特性 274
7.2 盤片軸一體化結(jié)構(gòu)分析的預(yù)應(yīng)力模態(tài)綜合法 275
7.2.1 預(yù)應(yīng)力模態(tài)綜合法理論 275
7.2.2 盤片軸系統(tǒng)的強(qiáng)迫激勵力模型 277
7.2.3 預(yù)應(yīng)力模態(tài)綜合法的分析流程 278
7.3 整體葉盤耦合結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性 280
7.3.1 整體葉盤的動力學(xué)模型 280
7.3.2 整體葉盤耦合結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 281
7.3.3 整體葉盤結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng) 285
7.4 盤片軸一體化結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性研究 291
7.4.1 盤片軸一體化結(jié)構(gòu)的動力學(xué)模型 291
7.4.2 盤片軸一體化結(jié)構(gòu)的模態(tài) 295
7.4.3 盤片軸一體化結(jié)構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng) 297
第8章 葉盤轉(zhuǎn)子熱-流-彈多場耦合的動力學(xué)特性 300
8.1 彈性葉盤轉(zhuǎn)子的動力學(xué)模型 300
8.1.1 葉盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的受載情況 300
8.1.2 榫接觸葉盤轉(zhuǎn)子的動力學(xué)模型 301
8.1.3 失諧參數(shù)的剛度識別方法 307
8.2 彈性葉盤轉(zhuǎn)子多場耦合的動力學(xué)分析方法 309
8.2.1 葉盤轉(zhuǎn)子熱-流場力學(xué)特性的分析方法 310
8.2.2 葉盤轉(zhuǎn)子熱-流-彈多場耦合動力學(xué)特性分析方法 314
8.3 基于Kriging法耦合界面的數(shù)據(jù)傳遞 319
8.3.1 Kriging模型理論 319
8.3.2 載荷數(shù)據(jù)的傳遞過程 320
8.4 熱-流-彈多場耦合的動力學(xué)特性 320
8.4.1 熱-流-彈多場耦合的分析結(jié)果及迭代收斂性 320
8.4.2 三類數(shù)據(jù)的傳遞精度 326
8.4.3 失諧對葉片-輪盤系統(tǒng)的影響 330
主要參考文獻(xiàn) 332