彈性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)

目錄
前言
第1章 彈性體的動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ) 1
1.1 彈性體的動(dòng)力學(xué)方程 1
1.1.1 彈性體的基本動(dòng)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(dòng)能 4
1.2.1 應(yīng)變能 5
1.2.2 動(dòng)能 8
1.3 彈性體動(dòng)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(dòng)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(dòng)特性 33
2.1 彈性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)梁模型的渦動(dòng) 33
2.1.1 基于Rayleigh梁的動(dòng)力學(xué)模型 33
2.1.2 基于Timoshenko梁的動(dòng)力學(xué)模型 35
2.1.3 基于Bernoulli-Euler梁的動(dòng)力學(xué)模型 36
2.1.4 彈性轉(zhuǎn)子自由渦動(dòng)的解析解 36
2.2 含剛性圓盤的彈性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性 38
2.3 受周期移動(dòng)載荷的彈性轉(zhuǎn)子渦動(dòng) 43
2.3.1 運(yùn)動(dòng)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(jì)算實(shí)例 48
2.4.1 集總參數(shù)法 48
2.4.2 變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的分析實(shí)例 49
第3章 彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的渦動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型 56
3.1.3 彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型 59
3.2 單彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性 65
3.3 雙彈性盤-軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性 69
3.4 滑動(dòng)軸承支承下彈性盤-軸轉(zhuǎn)子的動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型 77
3.4.4 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)特性 118
4.1 旋轉(zhuǎn)彈性板轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型 118
4.2 旋轉(zhuǎn)彈性板轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng) 122
4.2.1 動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的解析解 122
4.2.2 基于差分法的動(dòng)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(dòng)力學(xué)響應(yīng) 134
4.4.1 動(dòng)力學(xué)模型 134
4.4.2 碰摩薄板振動(dòng)的解析解 137
4.4.3 旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動(dòng)力學(xué)特性 140
4.5 基礎(chǔ)激勵(lì)下旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動(dòng)力學(xué)響應(yīng) 145
4.5.1 動(dòng)力學(xué)模型 145
4.5.2 基礎(chǔ)激勵(lì)下旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩解析解 148
4.5.3 基礎(chǔ)激勵(lì)下彈性板碰摩的動(dòng)力學(xué)特性 151
4.6 熱沖擊下旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型 155
4.6.3 旋轉(zhuǎn)彈性板熱沖擊振動(dòng)解析解 158
4.6.4 熱沖擊下旋轉(zhuǎn)彈性板碰摩的動(dòng)力學(xué)特性 164
第5章 旋轉(zhuǎn)大撓度彈性板的非線性動(dòng)力學(xué)特性 169
5.1 旋轉(zhuǎn)大變形板振動(dòng)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(dòng)力特性 175
5.2 旋轉(zhuǎn)大變形板碰摩的非線性振動(dòng)特性 179
5.2.1 非線性動(dòng)力學(xué)模型 179
5.2.2 大撓度的非線性動(dòng)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(dòng)特性 199
5.3.1 旋轉(zhuǎn)大變形板熱沖擊-碰摩耦合的動(dòng)力學(xué)模型 200
5.3.2 旋轉(zhuǎn)大變形板碰摩的動(dòng)力學(xué)特性 211
5.3.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動(dòng)的分岔與混沌 216
第6章 充液彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的渦動(dòng)特性 223
6.1 充有理想流體的彈性轉(zhuǎn)子的動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)特性 244
6.4 充液彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng) 247
6.4.1 流體動(dòng)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(dòng)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(dòng)特性 268
7.1 盤片軸耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的解析解法 268
7.1.1 動(dòng)力學(xué)模型 268
7.1.2 運(yùn)動(dòng)微分方程 270
7.1.3 自由振動(dòng)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(lì)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(dòng)力學(xué)特性 280
7.3.1 整體葉盤的動(dòng)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(dòng)響應(yīng) 285
7.4 盤片軸一體化結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性研究 291
7.4.1 盤片軸一體化結(jié)構(gòu)的動(dòng)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(dòng)力學(xué)響應(yīng) 297
第8章 葉盤轉(zhuǎn)子熱-流-彈多場(chǎng)耦合的動(dòng)力學(xué)特性 300
8.1 彈性葉盤轉(zhuǎn)子的動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型 301
8.1.3 失諧參數(shù)的剛度識(shí)別方法 307
8.2 彈性葉盤轉(zhuǎn)子多場(chǎng)耦合的動(dòng)力學(xué)分析方法 309
8.2.1 葉盤轉(zhuǎn)子熱-流場(chǎng)力學(xué)特性的分析方法 310
8.2.2 葉盤轉(zhuǎn)子熱-流-彈多場(chǎng)耦合動(dòng)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(chǎng)耦合的動(dòng)力學(xué)特性 320
8.4.1 熱-流-彈多場(chǎng)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(duì)葉片-輪盤系統(tǒng)的影響 330
主要參考文獻(xiàn) 332