带集中质量层合屈曲梁参激振动的理论与实验研究

【摘要】：近年来,梁结构广泛运用于土木工程,机械制造及航空航天等领域。随着现代工程结构逐渐大型化和轻质化,对梁结构稳定性和可靠性的要求愈来愈高,于是梁的非线性振动问题越来越得到人们的重视。同时,梁的非线性因素对结构的安全和使用寿命产生了重要影响。因此,研究梁的非线性动力学特性具有极其重要的意义,能够为合理设计工程结构,降低非线性因素的影响提供有益参考。第一章：介绍了非线性动力学的发展历程、研究意义和常用方法,阐述了梁结构的理论和实验研究现状及存在的问题。第二章：基于Reissner变分原理、一阶模态截断和Galerkin积分,导出了轴向周期激励下一端固定一端夹支带集中质量完整复合材料层合屈曲梁参激振动的控制方程,利用四阶龙格-库塔法数值研究了基本参数共振和1/2亚谐共振下梁随激励幅值变化的分叉图,讨论了集中质量大小和位置对系统一阶频率和倍周期分叉的影响。第三章：对一端固定一端夹支带集中质量完整层合屈曲梁的参激振动进行了实验研究,重点研究了外激励频率接近该系统的一阶频率时,系统的非线性特性。通过固定外激励频率,变化激励幅值,得到了系统的加速度,然后由信号分析软件对数据进行处理,给出了不同激励幅值下的位移时间历程图、相轨迹及频谱图,验证了该系统非线性现象的复杂性。第四章：实验研究了一端固定一端夹支带集中质量的具脱层层合屈曲梁的参激振动,给出了各组屈曲梁在不同激励电压下的非线性响应,讨论了脱层长度对系统一阶频率、倍周期分叉及混沌的影响。最后：总结了本文的研究成果,指出了存在的问题及今后研究的方向。
【关键词】：屈曲梁 集中质量 脱层 参激振动 实验 倍周期分叉 混沌
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O322