×

旋转预扭圆柱壳的非线性动力响应。 (英语) Zbl 1439.74182号

摘要:建立了具有预设角度的旋转预扭圆柱壳模型,研究了航空发动机压气机叶片的非线性动力响应。模型中考虑了离心力和科里奥利力。气动压力由一阶活塞理论求得。应变-位移关系由格林应变张量导出。基于一阶剪切变形理论和各向同性本构关系,利用哈密尔顿原理推导了非线性偏微分控制方程。为了消除科里奥利力效应,利用伽辽金方法将非线性偏微分控制方程简化为两自由度非线性系统。根据非线性常微分方程,对系统在单点激励作用下的非线性瞬态动力响应和均匀分布激励作用下系统的非线性稳态动力响应进行了数值模拟。详细讨论了激励参数、阻尼系数、转速、预设角和预扭角对系统非线性动力响应的影响。

MSC公司:

74K25型 外壳
76G25型 一般空气动力学和亚音速流动
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 卡内基,W.:旋转悬臂叶片的振动:基于能量法的频率问题的理论方法。J.机械。工程科学。1(3),235-240(1959年)·Zbl 0093.40101号 ·doi:10.1213/JMES_JOUR_1959_001_028_02
[2] Subrahmanyam,K.B.,Kulkarni,S.V.,Rao,J.S.:预扭悬臂叶片的耦合弯曲振动,通过Reissner方法考虑剪切偏转和旋转惯性。国际力学杂志。科学。23(9), 517-530 (1981) ·Zbl 0472.73059号 ·doi:10.1016/0020-7403(81)90058-8
[3] Subrahmanyam,K.B.,Kulkarni,S.V.,Rao,J.S.:非对称机翼横截面旋转叶片的弯扭耦合振动,采用Reissner方法计算剪切挠度和转动惯量。J.声音振动。75(1), 17-36 (1981) ·Zbl 0449.73067号 ·doi:10.1016/0022-460X(81)90233-9
[4] Chen,L.W.,Chen,C.L.:裂纹厚旋转叶片的振动和稳定性。计算。结构。28(1), 67-74 (1988) ·doi:10.1016/0045-7949(88)90093-4
[5] Song,O.,Librescu,L.:旋转复合薄壁梁的结构建模和自由振动分析。《美国直升机协会期刊》第42卷第4期,第358-369页(1997年)·doi:10.4050/JAHS.42.358
[6] Chandiramani,N.K.,Librescu,L.,Shete,C.D.:关于使用高阶剪切公式的旋转组合梁的自由振动。Aerosp.航空公司。科学。Technol公司。6(8), 545-561 (2002) ·Zbl 1018.74505号 ·doi:10.1016/S1270-9638(02)01195-1
[7] Oh,S.Y.,Song,O.,Librescu,L.:预扭曲和预设置对旋转薄壁组合梁弯曲耦合振动的影响。国际固体结构杂志。40(5), 1203-1224 (2003) ·Zbl 1044.74018号 ·doi:10.1016/S0020-7683(02)00605-4
[8] Fazelzadeh,S.A.、Malekhadeh,P.、Zahedinejad,P.和Hosseini,M.:使用微分求积法对高温超音速流下功能梯度薄壁旋转叶片的振动进行分析。J.声音振动。306(1-2), 333-348 (2007) ·doi:10.1016/j.jsv.2007.05.011
[9] Saravia,C.M.、Machado,S.P.、Cortínez,V.H.:旋转薄壁组合梁的自由振动和动态稳定性。欧洲力学杂志。A/Solids 30(3)、432-441(2011年)·Zbl 1278.74080号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2010.12.015
[10] Oh,Y.,Yoo,H.H.:由功能梯度材料制成的旋转预扭曲锥形叶片的振动分析。国际力学杂志。科学。119, 68-79 (2016) ·doi:10.1016/j.ijmecsi.2016年10月16日0.002
[11] Ding,H.,Chen,L.Q.:轴向运动梁非线性振动的固有频率。非线性动力学。63(1-2),125-134(2011)·Zbl 1215.74032号 ·doi:10.1007/s11071-010-9790-7
[12] Ding,H.,Zhu,M.H.,Zhang,Z.,Zhang,Y.W.,Chen,L.Q.:弹性基础上旋转环的自由振动。国际期刊申请。机械。9(4), 1750051 (2017) ·doi:10.1142/S175882511750051X
[13] Wang,F.X.,Zhang,W.:具有扭转振动的非线性旋转叶片的稳定性分析。J.声音振动。331(26), 5755-5773 (2012) ·doi:10.1016/j.jsv.2012.05.024
[14] Yao,M.H.,Chen,Y.P.,Zhang,W.:不同转速下叶片的非线性振动。非线性动力学。68(4), 487-504 (2012) ·Zbl 1348.74160号 ·doi:10.1007/s11071-011-0231-z
[15] Yao,M.H.,Zhang,W.,Chen,Y.P.:压缩机叶片的非线性振动和共振响应分析。机械学报。225(12), 3483-3510 (2014) ·Zbl 1326.74049号 ·doi:10.1007/s00707-014-1151-z
[16] Sreenivasamurthy,S.,Ramamurti,V.:旋转预扭曲和锥形低纵横比悬臂板振动的参数研究。J.声音振动。76(3), 311-328 (1981) ·doi:10.1016/0022-460X(81)90515-0
[17] Ramamurti,V.,Kielb,R.:扭曲旋转板的固有频率。J.声音振动。97(3), 429-449 (1984) ·doi:10.1016/0022-460X(84)90271-2
[18] Qatu,M.S.,Leissa,A.W.:叠层复合扭转悬臂板的振动研究。国际力学杂志。科学。33(11), 927-940 (1991) ·doi:10.1016/0020-7403(91)90012-R
[19] Yoo,H.H.,Kwak,J.Y.,Chung,J.:集中质量旋转预扭曲叶片的振动分析。J.Sound Vib。240(5), 891-908 (2001) ·doi:10.1006/jsvi.2000.3258
[20] Yoo,H.H.,Kim,S.K.:旋转悬臂板的自由振动分析。AIAA J.40(11),2188-2196(2002)·doi:10.2514/2.1572
[21] Yoo,H.H.,Kim,S.K.,Inman,D.J.:旋转复合悬臂板的模态分析。J.声音振动。258(2),233-246(2002)·doi:10.1006/jsvi.2002.5106
[22] Hashemi,S.H.,Farhadi,S.,Carra,S.:旋转厚板的自由振动分析。J.声音振动。323, 366-384 (2009) ·doi:10.1016/j.jsv.2008.12.007
[23] Farhadi,S.,Hashemi,S.H.:悬臂旋转矩形板的气动弹性行为。国际力学杂志。科学。53(4), 316-328 (2011) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2011.013
[24] Sinha,S.K.,Turner,K.E.:离心力场中预扭曲叶片的固有频率。J.声音振动。330, 2655-2681 (2011) ·doi:10.1016/j.jsv.2010.12.017
[25] Sun,J.,Kari,L.,Arteaga,I.L.:基于经典板理论和Hamilton原理的任意错开角度的动态旋转叶片模型。J.声音振动。332, 1355-1371 (2013) ·doi:10.1016/j.jsv.2012.10.030
[26] Rostami,H.,Ranji,A.R.,Nejad,F.B.:旋转矩形正交各向异性悬臂板的平面内自由振动分析。国际力学杂志。科学。115-116, 438-456 (2016) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2016.07.030
[27] Rao,J.S.,Gupta,K.:旋转小展弦比预扭曲叶片的自由振动。机械。机器。理论22(2),159-167(1987)·doi:10.1016/0094-114X(87)90040-1
[28] Tsuiji,T.,Sueoka,T.:使用Rayleigh-Ritz方法对扭曲薄圆柱板进行振动分析。日本。Soc.机械。《工程国际期刊》33(3),501-505(1990)
[29] Hu,X.X.,Tsuiji,T.:弯曲和扭曲圆柱形薄板的自由振动分析。J.声音振动。219(1), 63-88 (1999) ·doi:10.1006/jsvi.1998.1825
[30] Hu,X.X.,Tsuiji,T.:旋转扭曲圆柱形薄板的自由振动分析。J.声音振动。222(2), 209-224 (1999) ·doi:10.1006/jsvi.1998.2118
[31] Hu,X.X.,Tsuiji,T.:具有扭转和曲率的层合圆柱薄板的振动分析。国际固体结构杂志。382713-2736(2001年)·Zbl 1049.74603号 ·doi:10.1016/S0020-7683(00)00178-5
[32] Hu,X.X.,Lim,C.W.,Sakiyama,T.,Li,Z.R.,Wang,W.K.:弹性螺旋壳的自由振动。国际力学杂志。科学。47(6), 941-960 (2005) ·兹比尔1192.74179 ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2005.01.01
[33] Sun,J.,Arteaga,I.L.,Kari,L.:旋转预扭曲叶片的通用壳模型。J.声音振动。332(22), 5804-5820 (2013) ·doi:10.1016/j.jsv.2013.06.025
[34] Ganapathi,M.,Varadan,T.K.:圆柱壳的大振幅振动。J.声音振动。192, 1-14 (1996) ·doi:10.1006/jsvi.1996.0172
[35] Alijani,F.,Amabili,M.:壳体的非线性振动:2003年至2013年的文献综述。国际期刊非线性力学。58, 233-257 (2014) ·doi:10.1016/j.ijnonlinmec.2013.09.012
[36] Amabili,M.:圆柱壳大振幅振动的壳理论比较:拉格朗日方法。J.声音振动。264, 1091-1125 (2003) ·doi:10.1016/S0022-460X(02)01385-8
[37] Amabili,M.:圆柱形面板的非线性振动。J.声音振动。281(3-5), 509-535 (2005) ·doi:10.1016/j.jsv.2004.01.021
[38] Alijani,F.、Amabili,M.:厚层压圆柱板的非线性振动。作曲。结构。96, 643-660 (2013) ·doi:10.1016/j.compstruct.2012.09.016
[39] Alijani,F.、Amabili,M.、Balasubramanian,P.、Carra,S.、Ferrari,G.、Garziera,R.:板和曲面板的大振幅振动阻尼,第1部分:建模和实验。国际期刊非线性力学。85, 23-40 (2016) ·doi:10.1016/j.ijnonlinmec.2016.05.003
[40] Amabili,M.,Alijani,F.,Delannoy,J.:板和曲面板的大振幅振动阻尼,第2部分:识别和比较。国际期刊非线性力学。85, 226-240 (2016) ·doi:10.1016/j.ijnonlinmec.2016.05.004
[41] Strozzi,M.,Pellicano,F.:功能梯度圆柱壳的非线性振动。薄壁结构。67, 63-77 (2013) ·doi:10.1016/j.tws.2013年1月1日
[42] Hao,Y.X.,Niu,Y.,Zhang,W.,Li,S.B.,Yao,M.H.,Wang,A.W.:考虑热效应的FGM浅锥形面板的超音速颤振分析。麦加尼卡53(1-2),95-109(2018)·doi:10.1007/s11012-017-0715-0
[43] Washizu,K.:弹性和塑性变分法,第2版。牛津佩加蒙(1975)·Zbl 0339.73035号
[44] Yao,M.H.,Ma,L.,Zhang,M.M.,Zang,W.:基于多项式气动力的旋转叶片振动特性分析。摘自:2017年8月6日至9日在美国克利夫兰举行的2017年ASME国际设计工程技术会议和工程中的计算机和信息会议记录,IDETC/CIE 2017
[45] Bastürk,S.、Uyanik,H.、Kazanci,Z.:预测动态荷载下玄武岩叠层复合板挠度的分析模型。作曲。结构。116, 273-285 (2014) ·doi:10.1016/j.compstruct.2014.05.018
[46] Young,D.:用Ritz方法研究矩形板的振动。J.应用。机械。17, 448-453 (1950) ·Zbl 0039.20701号
[47] Zheng,Z.C.:《机械振动》,第416-418页。中国机械工业出版社,北京(1980)
[48] Shen,H.S.,Wang,H.:热环境中弹性地基上剪切变形FGM圆柱板的非线性振动。作曲。B部分工程60167-177(2014)·doi:10.1016/j.composites.2013.12.051
[49] Kobayashi,Y.,Leissa,A.W.:剪切隔板支撑的厚扁壳的大振幅自由振动。国际期刊非线性力学。30, 57-66 (1995) ·Zbl 0819.73036号 ·doi:10.1016/0020-7462(94)00030-E
[50] Chern,Y.C.,Chao,C.C.:通过三维理论比较层压板的固有频率,第二部分:曲面板。J.声音振动。230(5), 1009-1030 (2000) ·doi:10.1006/jsvi.1999.2454
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。