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轴向运动系统动力学及若干应用

作　者: 涂剑平
导　师: 金栋平
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 一般力学与力学基础
关键词: 轴向运动板稳定性固有振动锯片太空电梯
分类号: O313
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 30次
引　用: 1次
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内容摘要

工程系统中的传送带、锯片、行进缆绳等均为沿轴向运动的动力学系统,轴向运动速度等对系统动力学特性具有重要的影响。本文首先建立轴向运动薄板的动力学模型,分析了薄板参数和轴向速度对其固有特性的影响。然后计入空气阻力,分析了薄板的固有振动。根据系统特征值随轴向速度的变化关系,获得了运动薄板的稳定性和响应规律,结果表明,空气阻力对系统固有特性的影响较小。最后对轴向运动系统在锯片和太空电梯中的应用进行了分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-15
  1.1 研究背景  12
  1.2 相关研究进展  12-14
  1.3 本文结构安排  14-15
第二章轴向运动薄板建模  15-30
  2.1 弹性薄板模型  15
  2.2 建模条件及假设  15-16
  2.3 运动薄板的能量  16-20
    2.3.1 一般各向异性运动薄板形变势能  16-17
    2.3.2 正交各向异性运动薄板形变势能  17-18
    2.3.3 各向同性运动薄板形变势能  18-19
    2.3.4 外力功和动能  19-20
  2.4 匀速运动弹性薄板动力学方程  20-25
    2.4.1 匀速运动各向同性薄板动力学方程  20-24
    2.4.2 匀速运动各向异性薄板动力学方程  24-25
    2.4.3 匀速运动正交各向异性薄板动力学方程  25
  2.5 变速运动弹性薄板模型  25-29
    2.5.1 变速运动弹性薄板动力学方程  25-27
    2.5.2 匀加速运动弹性薄板动力学方程  27-29
  2.6 小结  29-30
第三章轴向运动四边简支板自由振动特性  30-38
  3.1 轴向运动四边简支板固有频率  30-35
    3.1.1 Galerkin 方法离散动力学方程  30-31
    3.1.2 低阶固有频率分析  31
    3.1.3 算例分析  31-34
    3.1.4 Ritz 法解最低阶固有频率  34-35
  3.2 轴向运动四边简支板时域响应  35-37
    3.2.1 Galerkin 法离散动力学方程  35-36
    3.2.2 状态空间法描述系统振动形态  36-37
  3.3 小结  37-38
第四章空气中运动板频率特性及稳定性  38-48
  4.1 受空气阻力的轴向运动弹性薄板模型  38-39
  4.2 特征方程求解  39
  4.3 GALERKIN 法离散动力学方程  39-40
  4.4 数值仿真  40-47
    4.4.1 固有频率  40-42
    4.4.2 特征值  42
    4.4.3 时域响应  42-43
    4.4.4 相图分析  43-44
    4.4.5 固有振型  44-47
    4.4.6 空气阻力对系统的影响  47
  4.5 小结  47-48
第五章轴向运动板在锯片动力学分析中的应用  48-56
  5.1 锯片的几何模型  48-49
    5.1.1 运动时板内力的确定  48-49
  5.2 锯片受载模型建立和动力学分析  49-52
    5.2.1 Galerkin 法离散方程  50
    5.2.2 最低阶固有频率计算  50-51
    5.2.3 前四阶振动模态分析  51-52
  5.3 临界速度分析  52-55
    5.3.1 轴向运动受载板无量纲模型  52-53
    5.3.2 振型函数  53-54
    5.3.3 数值分析  54-55
  5.4 小结  55-56
第六章轴向运动板在太空电梯工程中的应用  56-64
  6.1 太空电梯释放原理  56-58
  6.2 材料选择和特性分析  58-59
  6.3 轴向释放速度确定  59-61
  6.4 带状绳索参数确定  61-62
  6.5 绳索释放模型建立和动力学分析  62-63
  6.6 小结  63-64
第七章结论与展望  64-66
  7.1 主要工作  64
  7.2 不足和展望  64-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
在学期间的研究成果及发表的学术论文  71

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