轴向运动自旋复合材料双曲型薄壁回转细长结构振动特性及稳定性研究

基本信息
批准号:11872319
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:李映辉
学科分类:
依托单位:西南交通大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨帆,王灿,秦营,王玲,朱波,李稷安,林百川,谢腾飞,尹自超
关键词:
稳定性自由振动参数激励振动旋转结构轴向运动体
结项摘要

The structures with both axial movement and spinning motion are widely used in military and other fields. An important example of this application is the spinning missiles. It is shown that axial movement can induce lateral vibration of structures. Not only are the vibration frequency and stability of axial movement related to the velocity of motion, but also it may lead to the instability of motion. The studies on the spinning shaft show that the spinning motion may cause the bending- bending- torsional coupling vibration, and the vibration frequency and stability are also closely related to the rotational speed. At present, there is no research on the bending-bending-torsional coupling vibration and stability of the hyperbolic thin-walled rotary slender composite structures subjected to the action of heat, aerodynamic force, axial movement and spinning motion at the same time. In this project, it is simplified as a composite non-uniform thin-walled beam with both axial movement and spinning motion, and the coupled vibration equations under the combined action of heat, aerodynamic force, axial movement and spinning motion are established. The coupled vibration characteristics, stability and the mechanism of the combined action of multiple dampers will be studied using nonlinear dynamic method. The mathematics description and classification of the attractor topology structure for the corresponding system will be discussed. Formation and evolution of the attractors of the system will be revealed. Considering combined effects such as temperature, aerodynamic force,axial movement and spinning motion, we expect some achievements in modeling, analysis on vibration characteristics and stability, mathematics description and classification of attractors for composite thin-walled structures.

轴向运动自旋结构在军事等领域被广泛应用,自旋式导弹是其应用实例。针对轴向运动研究表明轴向运动会诱发结构横向振动,不仅其振动频率及稳定性与运动速度相关,而且可能导致运动失稳;对转轴研究表明自旋将诱发弯-弯-扭等耦合振动,其振动频率及稳定性也与转速密切相关。目前尚未见热、气动力、轴向运动、自旋四者联合作用下,轴向运动自旋复合材料双曲型薄壁回转细长结构弯-弯-扭耦合振动特性及稳定性的报道。本项目拟将其简化为轴向运动自旋复合材料非均匀薄壁梁,建立其在热、气动力、轴向运动、自旋联合作用下的耦合振动方程,用非线性动力学方法研究其耦合振动特性及稳定性,研究其多阻尼联合作用机理,探讨该类系统吸引子拓扑结构的数学描述和分类,揭示其吸引子形成过程和演变规律。预计项目将在考虑热、气动力、轴向运动、自旋联合作用下,复合材料薄壁结构动力学建模、振动特性及稳定性分析、吸引子结构数学描述和分类等方面取得创新成果。

项目摘要

轴向运动自旋结构在军事等领域被广泛应用,一个重要的应用实例是自旋式导弹。已有研究表明轴向运动会诱发结构的横向振动,且与结构的动力学特性与稳定性密切相关;对自旋结构的研究表明自旋会引起结构弯-弯-扭等耦合振动,从而影响其振动频率及稳定性。目前少见热、气动力、轴向运动、自旋四者联合作用下,复合材料双曲型薄壁回转细长结构弯-弯-扭耦合振动特性及稳定性的报道。.本项目建立了在热、气动力、轴向运动、自旋联合作用下复合材料双曲型薄壁回转细长结构的耦合非线性动力学模型,用非线性动力学方法研究了其耦合振动特性及稳定性,得到了热效应、气动力、轴向运动和自旋运动对其振动特性及稳定性的影响机理;定量分析了温度、气动力、复合材料设计参数、轴向运动速度和自旋速度等参数对结构振动特性、稳定性和非线性动力学行为的作用效果。通过四年的研究,形成了一套复杂环境下该类结构系统的动力学建模和分析方法。.在该项目支持下,已公开发表学术论文28篇,其中SCI论文26篇。参与了国内外学术交流20余人次,报告论文10余篇。已培养博士研究生8人、硕士研究生7人,2人分别获得四川省力学学会2020年学术交流会优秀论文一等奖和三等奖,1人获得四川省振动工程及应用学术会议优秀报告奖。本项目将对国防军事、航空航天领域中轴向运动自旋结构的动力学分析提供基础理论依据,为其设计维护提供理论指导。.

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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