流体介质作用下轴向移动带横向振动建模及计算

论文摘要

流体介质作用下的轴向移动带系统在工程设备中有着广泛的应用,移动带表现的柔性结构等特征导致在系统受到外界激励时就很容易产生横向振动,而流体介质作用更是会加剧轴向移动带的横向振动,严重影响系统的稳定性和精确性,限制了轴向移动带的应用。所以,控制系统的振动就需要研究流体介质对移动带的耦合作用机理,本文主要研究了流体介质作用下轴向移动带横向振动建模及计算。本文以流体介质作用下的轴向移动带系统作为研究对象,首先对轴向移动带系统进行模型简化,将实际应用中复杂多变的流体进行适当地简化,建立移动带系统自由振动力学模型。其次,基于哈密顿变分原理和边界层理论建立偏微分运动方程,基于拉格朗日方程和形函数建模并建立有限元动力学方程,将流体介质与移动带之间复杂的流固耦合问题用简单明了的数学方程来表示。接着,通过Newmark-Beta法求解移动带的横向振动,通过Matlab数值仿真出移动带在流体作用时和真空环境时两种不同的横向自由振动位移响应曲线,研究了流体介质作用下的轴向移动带横向自由振动的耦合情况。最后,分析了流体介质对轴向移动带横向振动固有频率的影响,发现流体介质的影响降低了轴向移动带的固有频率。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究的背景及意义
•   1.2 流体介质作用下的轴向移动带理论研究现状
•   1.3 课题来源及主要研究内容
• 第二章 流体介质作用下轴向移动带系统的动力学建模
•   2.1 动力学系统建模方法
•     2.1.1 哈密顿原理概述
•     2.1.2 拉格朗日方程概述
•   2.2 流体介质作用下轴向移动带系统的简化物理模型及建模假设
•   2.3 本章小结
• 第三章 流体介质作用下轴向移动带横向振动建模
•   3.1 轴向移动带横向振动运动控制方程的推导
• a、m_aG和m_aK的讨论'>    3.1.1 对流体介质作用的影响因素m_a、m_aG和m_aK的讨论
•   3.2 基于拉格朗日方程的形函数建模
•   3.3 本章小结
• 第四章 流体介质作用下轴向移动带横向振动的求解方法
•   4.1 轴向移动带系统横向自由振动的求解方法概述
•     4.1.1 Newmark-Beta方法概述
•     4.1.2 轴向移动带系统横向振动Newmark-Beta法解法设计
•     4.1.3 轴向移动带系统横向振动响应分析
•   4.2 轴向移动带系统横向振动固有频率分析
•   4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
•   5.1 工作总结
•   5.2 工作展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间学术活动及成果情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李梦波

导师: 陈恩伟

关键词: 轴向移动带,横向振动,流固耦合,有限元离散化,固有频率

来源: 合肥工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,工业通用技术及设备

单位: 合肥工业大学

基金: 国家自然科学基金项目:国家自然科学面上基金项目(项目编号:51675150,项目起止时间:2017.01-2020.12),“高速绳移系统能量变化机理及振动控制研究”

分类号: TB53;O175

DOI: 10.27101/d.cnki.ghfgu.2019.000333

总页数: 65

文件大小: 3671K

下载量: 23