热环境下干摩擦支承边界系统振动特性的研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonVibrationCharacteristicsofSystemwithDryFrictionBoundaryAThesisinEngineeringMechanicsbyXuLongfengAdvisedbyProf.ChenGuopingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMast

2、erofEngineeringDecember,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要从工程实际中提炼出一种热环境下含间隙的机械构件的力学模型，根

3、据不同的接触边界，建立了三种不同的横向振动微分方程。分析了梁内部由于变温作用产生的温度应力，讨论了梁由于变温作用发生失稳的临界温度。考虑干摩擦和温度应力同时影响下的梁的运动，导出相应的固有频率以及固有振型的解析表达式，验证了振型正交性。根据解析解以及由Matlab编写的有限元程序解答，讨论了不同边界接触形式下变温对固有频率的非线性影响。建立了右端相对滑动情况下梁的无量纲模态坐标方程，讨论了变温对实际模态坐标与无量纲模态坐标之间的转化关系的影响。采用谐波平衡法以及半周期稳态解法，分析了系统的非粘结稳态振动以及解存在的条件，当给定实际简谐激励，包括实际激励幅值和实际激励

4、频率时，给出了确定系统能够产生非粘结运动的变温范围的方法。分析了系统的双stop粘滑运动，求解出三分之一倍频激励下双stop粘滑运动解析解，分析了解的存在条件，给出了确定系统能够产生三分之一倍频激励下双stop粘滑运动的变温范围的方法。采用中心差分法数值验证了非粘结振动以及双stop粘滑运动的解析解。关键词：简谐激励，温度应力，干摩擦，非粘结运动，粘滑运动本文工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。I热环境下干摩擦支承边界系统的振动特性研究ABSTRACTAkindofmechanicalmodelofmechanicalcomponentswithcleara

5、ncesinthermalenvironmentisextractedfromengineeringpractice.Dependingondifferentcontactboundaryconditions,threedifferentlateralvibrationdifferentialequationsareestablished.Temperaturestressofbeamandcriticaltemperaturecausinginstabilityareanalyzedowningtovariabletemperature.Consideringmo

6、tionsofbeamunderinfluenceofdryfrictionandtemperaturestress,analyticalsolutionsfornaturalfrequencyequationandmodeswhichareorthogonalarederived.AccordingtoanalyticalsolutionsandfiniteelementprogramsolutionsbyMatlab,non-linearinfluenceofvariabletemperatureonnaturalfrequencyisdiscussed.Dim

7、ensionlessmodalcoordinateequationisestablished.Influenceofvariabletemperatureontransformationrelationshipbetweenactualanddimensionlessmodalcoordinateisdiscussed.Usingmethodofharmonicbalanceandhalfcyclesteadystatesolution,stick-freesteadystatevibrationalongwithexistenceconditionisanal