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弹性转子动力学
作者：袁惠群，寇海江 著
出版社：科学出版社
出版时间：2021-06-01
ISBN：9787030685001
定价：¥148.00
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内容简介
《弹性转子动力学》系统阐述了弹性转子动力学的基础理论和分析方法，主要内容包括弹性转子的涡动特性、弹性盘-轴转子系统的涡动特性、旋转弹性板转子系统的涡动特性、旋转大挠度弹性板的非线性动力学特性、充液弹性转子系统的涡动特性、弹性盘片轴耦合转子系统的涡动特性、叶盘转子热-流-弹多场耦合的动力学特性等。
作者简介
暂缺《弹性转子动力学》作者简介
目录
目录
前言
第1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
1.4.1 Wilson-θ法 21
1.4.2 Newmark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
8.3.1 Kriging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
前言
第1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
1.4.1 Wilson-θ法 21
1.4.2 Newmark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
8.3.1 Kriging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
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