泡沫铝夹芯梁的非线性振动分析
详细信息 查看官网全文
- 论文作者：王龙飞 ; 吴莹
- 年：2016
- 作者机构：西安交通大学航天学院机械结构强度与振动国家重点实验室;
- 论文关键词：泡沫铝夹芯梁 ; Duffing方程 ; 孔隙比 ; 分岔图 ; Lyapunov指数谱
- 会议召开时间：2016-05-06
- 会议录名称：第十届动力学与控制学术会议摘要集
- 语种：中文
- 分类号：O322
- 学会代码：AGLU
- 会议名称：第十届动力学与控制学术会议
- 会议地点：中国四川成都
- 主办单位：中国力学学会动力学与控制专业委员会
- 学会名称：中国力学学会
- 页数：1
- 文件大小：739k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
泡沫金属材料是一类以金属和合金为基体,内部呈孔穴结构分布的固体轻质材料。因其结构的特殊性,而具有吸能缓冲、吸声降噪的作用,因此在航天航空飞行器、船舶工业、汽车、高速列车等领域被广泛应用,例如直升飞机的尾架、轻型复合装甲、机舱的减振降噪、电梯舱以及宇宙飞船起落架等,这种材料在振动情况下的稳定性问题也成为了研究的热点。基于此,本文以泡沫铝夹芯梁为研究对象,分析了其在双边简支情况下,受周期性外激励作用的非线性动力学行为。根据Euler-Bernoulli梁理论,通过Galerkin法,将泡沫铝夹芯梁的控制方程转化为典型的Duffing方程。采用四阶Runge-Kutta法进行数值仿真,分别考虑夹芯泡沫材料的孔隙比、形状尺寸等结构因素,以及轴向预压力、温度等外界因素,分析其非线性振动响应特性。应用特定分岔参数下的分岔图对系统的振动进行全局分析,得到不同结构因素和外界条件下,系统发生混沌的参数区间,并通过Lyapunov指数谱对结果进行数值验证。对特定参数下的振动响应通过时间响应、相轨迹图和Poincare映射图进行刻画,观察系统由定常运动进入混沌运动的响应特性。分析结果表明,泡沫铝夹芯层对于整个梁结构的振动有明显的减振效果,此外,孔隙比、尺寸及外界条件都会对系统产生混沌运动造成影响。这些结果可以为泡沫铝夹芯梁在结构减振等工程问题中的应用提供理论指导。
引文