彈性轉子動力學

目錄
前言
第1章 彈性體的動力學理論基礎 1
1.1 彈性體的動力學方程 1
1.1.1 彈性體的基本動力學方程 1
1.1.2 彈性體系統(tǒng)的變分原理 3
1.2 彈性系統(tǒng)的應變能與動能 4
1.2.1 應變能 5
1.2.2 動能 8
1.3 彈性體動力學近似求解方法 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 精細積分法 29
第2章 彈性轉子的渦動特性 33
2.1 彈性轉子旋轉梁模型的渦動 33
2.1.1 基于Rayleigh梁的動力學模型 33
2.1.2 基于Timoshenko梁的動力學模型 35
2.1.3 基于Bernoulli-Euler梁的動力學模型 36
2.1.4 彈性轉子自由渦動的解析解 36
2.2 含剛性圓盤的彈性轉子動力學特性 38
2.3 受周期移動載荷的彈性轉子渦動 43
2.3.1 運動微分方程 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-軸轉子系統(tǒng)的渦動特性 55
3.1 彈性盤-軸轉子系統(tǒng)模型 55
3.1.1 轉子系統(tǒng)坐標系 55
3.1.2 旋轉彈性盤的動力學模型 56
3.1.3 彈性盤-軸轉子系統(tǒng)的動力學模型 59
3.2 單彈性盤-軸轉子系統(tǒng)的動力學特性 65
3.3 雙彈性盤-軸轉子系統(tǒng)的動力學特性 69
3.4 滑動軸承支承下彈性盤-軸轉子的動力響應 71
3.4.1 油膜力引起轉子系統(tǒng)失穩(wěn)的機理 71
3.4.2 軸承油膜力模型 73
3.4.3 軸承-轉子系統(tǒng)的動力學模型 77
3.4.4 軸承-轉子系統(tǒng)的非線性動力學特性 80
3.5 氣流激振力作用下彈性盤-軸轉子的動力響應 99
3.5.1 氣流激振力引起轉子失穩(wěn)的機理 99
3.5.2 氣流激振力模型 101
3.5.3 氣流激振力下彈性盤-軸轉子系統(tǒng)的動力學模型 104
3.5.4 氣流激振力下彈性盤-軸轉子系統(tǒng)的動力學響應 105
第4章 旋轉彈性板轉子系統(tǒng)的渦動特性 118
4.1 旋轉彈性板轉子系統(tǒng)的動力學模型 118
4.2 旋轉彈性板轉子系統(tǒng)的動力學響應 122
4.2.1 動力學響應的解析解 122
4.2.2 基于差分法的動力學響應的數(shù)值解 128
4.3 旋轉彈性板轉子系統(tǒng)的固有特性 130
4.4 旋轉彈性板碰摩的動力學響應 134
4.4.1 動力學模型 134
4.4.2 碰摩薄板振動的解析解 137
4.4.3 旋轉彈性板碰摩的動力學特性 140
4.5 基礎激勵下旋轉彈性板碰摩的動力學響應 145
4.5.1 動力學模型 145
4.5.2 基礎激勵下旋轉彈性板碰摩解析解 148
4.5.3 基礎激勵下彈性板碰摩的動力學特性 151
4.6 熱沖擊下旋轉彈性板碰摩的動力學響應 154
4.6.1 旋轉彈性板熱彈耦合的理論基礎 154
4.6.2 碰摩彈性板的熱沖擊動力學模型 155
4.6.3 旋轉彈性板熱沖擊振動解析解 158
4.6.4 熱沖擊下旋轉彈性板碰摩的動力學特性 164
第5章 旋轉大撓度彈性板的非線性動力學特性 169
5.1 旋轉大變形板振動的高階非線性效應 169
5.1.1 中心剛體-旋轉大變形板的變分原理 169
5.1.2 中心剛體-旋轉大變形板的動力特性 175
5.2 旋轉大變形板碰摩的非線性振動特性 179
5.2.1 非線性動力學模型 179
5.2.2 大撓度的非線性動力學特性 193
5.3 熱沖擊下旋轉大變形板碰摩的非線性振動特性 199
5.3.1 旋轉大變形板熱沖擊-碰摩耦合的動力學模型 200
5.3.2 旋轉大變形板碰摩的動力學特性 211
5.3.3 轉子系統(tǒng)非線性振動的分岔與混沌 216
第6章 充液彈性轉子系統(tǒng)的渦動特性 223
6.1 充有理想流體的彈性轉子的動力穩(wěn)定性 223
6.1.1 腔內(nèi)流體作用力的解析式 223
6.1.2 轉子系統(tǒng)穩(wěn)定性 227
6.1.3 轉子系統(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 轉子系統(tǒng)渦動的特征方程 236
6.2.3 轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其影響因素 240
6.3 充液彈性轉子系統(tǒng)的渦動特性 244
6.4 充液彈性轉子系統(tǒng)的動力學響應 247
6.4.1 流體動壓力的分布特性 247
6.4.2 充液彈性轉子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)動力學響應 262
第7章 彈性盤片軸耦合轉子系統(tǒng)的渦動特性 268
7.1 盤片軸耦合轉子系統(tǒng)動力學響應的解析解法 268
7.1.1 動力學模型 268
7.1.2 運動微分方程 270
7.1.3 自由振動轉子系統(tǒng)的固有特性 274
7.2 盤片軸一體化結構分析的預應力模態(tài)綜合法 275
7.2.1 預應力模態(tài)綜合法理論 275
7.2.2 盤片軸系統(tǒng)的強迫激勵力模型 277
7.2.3 預應力模態(tài)綜合法的分析流程 278
7.3 整體葉盤耦合結構的動力學特性 280
7.3.1 整體葉盤的動力學模型 280
7.3.2 整體葉盤耦合結構的模態(tài)分析 281
7.3.3 整體葉盤結構的振動響應 285
7.4 盤片軸一體化結構的動力學特性研究 291
7.4.1 盤片軸一體化結構的動力學模型 291
7.4.2 盤片軸一體化結構的模態(tài) 295
7.4.3 盤片軸一體化結構的動力學響應 297
第8章 葉盤轉子熱-流-彈多場耦合的動力學特性 300
8.1 彈性葉盤轉子的動力學模型 300
8.1.1 葉盤轉子系統(tǒng)的受載情況 300
8.1.2 榫接觸葉盤轉子的動力學模型 301
8.1.3 失諧參數(shù)的剛度識別方法 307
8.2 彈性葉盤轉子多場耦合的動力學分析方法 309
8.2.1 葉盤轉子熱-流場力學特性的分析方法 310
8.2.2 葉盤轉子熱-流-彈多場耦合動力學特性分析方法 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特性 320
8.4.1 熱-流-彈多場耦合的分析結果及迭代收斂性 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 332