流-固-热耦合作用下轴向运动板的稳定性及非线性振动特性分析
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摘要
工程中常见的轴向运动结构具有丰富的非线性动力学特性,一直是动力学与控制领域的研究热点。本文以轴向运动板为研究对象,考虑轴向运动板在流场、温度场耦合作用下的流-固-热多场耦合动力学建模及振动特性分析。根据弹性力学、流体动力学、热动力学理论,建立轴向运动板的流-固-热多场耦合非线性动力学分析模型;研究轴向运动板在气动力、热载荷共同作用下的流-固-热动力学稳定性,给出板随着轴向运动速度、流场参数以及热载荷参数的失稳及颤振边界。在不同的稳定性状态下,采用多尺度法、平均法、增量谐波平衡法(IHB)等研究轴向运动板在横向周期载荷作用下的非线性主共振、亚谐共振、参数振动;采用数值积分法、Melnikov方法研究板在气动失稳、热失稳下的动态分岔以及混沌运动等非线性动力学特性,研究结构在颤振状态下的极限环运动等;并分析轴向运动板非线性振动特性随流场、温度场参数的变化规律。通过本文的研究,不仅能丰富和发展轴向运动结构的稳定性及非线性振动理论,对于其他陀螺连续系统在考虑环境因素下的非线性振动分析也有一定的借鉴作用。
引文