具有轴向流道的柔性悬臂梁亚临界流速范围内冲击振动响应研

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1、第卷第期Vol.No.工程力学年月ENGINEERINGMECHANICS1文章编号：1000-4750具有轴向流道的柔性悬臂梁亚临界流速范围内冲击振动响应研究122王建伟，徐晖，马宁(1.河南工业大学土木建筑学院，郑州450001；2.西安交通大学航天航空学院/强度与振动教育部重点实验室，西安710049)摘要：针对冲击载荷作用下具有轴向流道的柔性悬臂梁流固耦合问题，建立了系统的耦合动力学方程。基于动态Hopf分岔判定定理，对该系统线性化扰动方程的Jacobi系数矩阵特征多项式进行了计算，在理论上

2、确定了系统振颤失稳时的临界流速，并通过数值计算模拟了系统的颤振失稳现象。分析了亚临界流速范围内，冲击载荷作用下柔性梁的衰减振动响应，结果显示流体流速V的变化对衰减振动的幅值、持续时间和频率都有显著的影响，在0

3、TIONFORFLEXIBLECANTILEVERWITHAXIALFLOWCHANNELUNDERIMPACTLOADWITHINCRITICALVELOCITY122WANGJian-wei,XUHui,MANing(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou450001,China;2.SchoolofAerospace/MOEKeyLibraryforStrengthandVi

4、bration,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049,China)Abstract:Thecouplingdynamicequationisestablishedforaflexiblecantileverwithanaxialflowchannelunderanimpactload.BaseonthedynamicHopfbifurcationtheory,theJacobimatrixcharacteristicpolynomialoftheperturbati

5、onequationisanalyzed,andthecriticalvelocityofflutterdestabilizationisobtainedtheoreticallyfortheliquid-solidcouplingsystem.Thentheflutterdestabilizationisdemonstratedthroughnumericalcalculations.Thedampedvibrationresponseoftheflexiblecantileverunderani

6、mpactloadisinvestigatedwithinthecriticalflowvelocity.ThenumericalcalculationsshowthatvaryingtheflowvelocityVhasaremarkableinfluenceontheamplitude,durationandfrequencyofthedampedvibration,andmoreover,increasingtheflowvelocityVwithin0

7、uppressthedampedvibration.Keywords:couplingdynamicequation;Hopfbifurcation;perturbationequation;flutterdestabilization;dampedvibration夹层或叠层流固耦合模型在工程领域中普遍个典型的例子，与棒状堆芯相比，它具有结构合理、[1]存在，其中新型核反应堆堆芯的叠层结构既是一功率比高、传热性能好等显著优点。但由于层板较———————————————收稿日期：2010-03-29

8、；修改日期：2010-07-19基金项目：国家自然科学基金项目(10372076)通讯作者：王建伟(1975―)，男，河南郑州人，讲师，博士，从事流体计算、振动控制、非线性振动研究(E-mail:lygxywjw@163.com).作者简介：徐晖(1944―)，男，湖北武汉人，教授，硕士，博导，从事振动分析、信号处理、动力学建模与优化研究(E-mail:xuhui@mail.xjtu.edu.cn)；马宁(1980―)，男，河南郑州人，博士生，从事流体ALE计算、振动