弹性转子动力学

前言
章弹性体的动力学理论基础1
1.1弹性体的动力学方程1
1.1.1弹性体的基本动力学方程1
1.1.2弹性体系统的变分原理3
1.2弹性系统的应变能与动能4
1.2.1应变能5
1.2.2动能8
1.3弹性体动力学近似求解方法11
1.3.1瑞利法11
1.3.2里茨法14
1.3.3伽辽金法16
1.3.4有限单元法17
1.4弹性体动力学方程的数值求解方法21
1.4.1Wilson-θ法21
1.4.2Newmark法25
1.4.3龙格-库塔法27
1.4.4精细积分法29
第2章弹性转子的涡动特性33
2.1弹性转子旋转梁模型的涡动33
2.1.1基于Rayleigh梁的动力学模型33
2.1.2基于Timoshenko梁的动力学模型35
2.1.3基于Bernoulli-Euler梁的动力学模型36
2.1.4弹性转子自由涡动的解析解36
2.2含刚性圆盘的弹性转子动力学特性38
2.3受周期移动载荷的弹性转子涡动43
2.3.1运动微分方程44
2.3.2外载荷分析46
2.3.3离散化控制方程47
2.4弹性转子离散化方法的计算实例48
2.4.1集总参数法48
2.4.2变速器齿轮传动系统的分析实例49
第3章弹性盘-轴转子系统的涡动特性55
3.1弹性盘-轴转子系统模型55
3.1.1转子系统坐标系55
3.1.2旋转弹性盘的动力学模型56
3.1.3弹性盘-轴转子系统的动力学模型59
3.2单弹性盘-轴转子系统的动力学特性65
3.3双弹性盘-轴转子系统的动力学特性69
3.4滑动轴承支承下弹性盘-轴转子的动力响应71
3.4.1油膜力引起转子系统失稳的机理71
3.4.2轴承油膜力模型73
3.4.3轴承-转子系统的动力学模型77
3.4.4轴承-转子系统的非线性动力学特性80
3.5气流激振力作用下弹性盘-轴转子的动力响应99
3.5.1气流激振力引起转子失稳的机理99
3.5.2气流激振力模型101
3.5.3气流激振力下弹性盘-轴转子系统的动力学模型104
3.5.4气流激振力下弹性盘-轴转子系统的动力学响应105
第4章旋转弹性板转子系统的涡动特性118
4.1旋转弹性板转子系统的动力学模型118
4.2旋转弹性板转子系统的动力学响应122
4.2.1动力学响应的解析解122
4.2.2基于差分法的动力学响应的数值解128
4.3旋转弹性板转子系统的固有特性130
4.4旋转弹性板碰摩的动力学响应134
4.4.1动力学模型134
4.4.2碰摩薄板振动的解析解137
4.4.3旋转弹性板碰摩的动力学特性140
4.5基础激励下旋转弹性板碰摩的动力学响应145
4.5.1动力学模型145
4.5.2基础激励下旋转弹性板碰摩解析解148
4.5.3基础激励下弹性板碰摩的动力学特性151
4.6热冲击下旋转弹性板碰摩的动力学响应154
4.6.1旋转弹性板热弹耦合的理论基础154
4.6.2碰摩弹性板的热冲击动力学模型155
4.6.3旋转弹性板热冲击振动解析解158
4.6.4热冲击下旋转弹性板碰摩的动力学特性164
第5章旋转大挠度弹性板的非线性动力学特性169
5.1旋转大变形板振动的高阶非线性效应169
5.1.1中心刚体-旋转大变形板的变分原理169
5.1.2中心刚体-旋转大变形板的动力特性175
5.2旋转大变形板碰摩的非线性振动特性179
5.2.1非线性动力学模型179
5.2.2大挠度的非线性动力学特性193
5.3热冲击下旋转大变形板碰摩的非线性振动特性199
5.3.1旋转大变形板热冲击-碰摩耦合的动力学模型200
5.3.2旋转大变形板碰摩的动力学特性211
5.3.3转子系统非线性振动的分岔与混沌216
第6章充液弹性转子系统的涡动特性223
6.1充有理想流体的弹性转子的动力稳定性223
6.1.1腔内流体作用力的解析式223
6.1.2转子系统稳定性227
6.1.3转子系统稳定性的影响因素229
6.2充有黏性流体的弹性转子的涡动稳定性232
6.2.1腔内流体作用力的解析式232
6.2.2转子系统涡动的特征方程236
6.2.3转子系统的稳定性及其影响因素240
6.3充液弹性转子系统的涡动特性244
6.4充液弹性转子系统的动力学响应247
6.4.1流体动压力的分布特性247
6.4.2充液弹性转子系统的稳态动力学响应262
第7章弹性盘片轴耦合转子系统的涡动特性268
7.1盘片轴耦合转子系统动力学响应的解析解法268
7.1.1动力学模型268
7.1.2运动微分方程270
7.1.3自由振动转子系统的固有特性274
7.2盘片轴一体化结构分析的预应力模态综合法275
7.2.1预应力模态综合法理论275
7.2.2盘片轴系统的强迫激励力模型277
7.2.3预应力模态综合法的分析流程278
7.3整体叶盘耦合结构的动力学特性280
7.3.1整体叶盘的动力学模型280
7.3.2整体叶盘耦合结构的模态分析281
7.3.3整体叶盘结构的振动响应285
7.4盘片轴一体化结构的动力学特性研究291
7.4.1盘片轴一体化结构的动力学模型291
7.4.2盘片轴一体化结构的模态295
7.4.3盘片轴一体化结构的动力学响应297
第8章叶盘转子热-流-弹多场耦合的动力学特性300
8.1弹性叶盘转子的动力学模型300
8.1.1叶盘转子系统的受载情况300
8.1.2榫接触叶盘转子的动力学模型301
8.1.3失谐参数的刚度识别方法307
8.2弹性叶盘转子多场耦合的动力学分析方法309
8.2.1叶盘转子热-流场力学特性的分析方法310
8.2.2叶盘转子热-流-弹多场耦合动力学特性分析方法314
8.3基于Kriging法耦合界面的数据传递319
8.3.1Kriging模型理论319
8.3.2载荷数据的传递过程320
8.4热-流-弹多场耦合的动力学特性320
8.4.1热-流-弹多场耦合的分析结果及迭代收敛性320
8.4.2三类数据的传递精度326
8.4.3失谐对叶片-轮盘系统的影响330
主要参考文献332