移動(dòng)質(zhì)量-懸臂梁系統(tǒng)的不協(xié)調(diào)時(shí)間有限元算法研究.pdf

1、本文以“××××?xí)r變力學(xué)研究”為研究背景,以移動(dòng)質(zhì)量－懸臂梁時(shí)變結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)時(shí)變力學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模、數(shù)值算法及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了初步研究。
　　 通過對(duì)系統(tǒng)時(shí)變力學(xué)特性的分析,研究了用于求解時(shí)變結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程的不協(xié)調(diào)時(shí)間有限元法,這是一種基于加權(quán)余量伽遼金法的無條件穩(wěn)定且具有高階精度的數(shù)值算法。推導(dǎo)了基于拉格朗日插值的算法公式,并針對(duì)時(shí)變系數(shù)微分方程給出了具體求解方法,通過算法特性分析及數(shù)值算例驗(yàn)證了算法在求解時(shí)不變問題

2、時(shí)所具有的優(yōu)良特性,以及在求解時(shí)變問題時(shí)的可行性、有效性和優(yōu)越性。
　　 對(duì)移動(dòng)質(zhì)量－等截面懸臂梁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析,建立了移動(dòng)力模型和移動(dòng)質(zhì)量模型,空間離散采用假設(shè)振型法和空間有限元法,半離散時(shí)變運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)值計(jì)算統(tǒng)一采用不協(xié)調(diào)時(shí)間有限元法。通過對(duì)兩種建模方法的求解及對(duì)比分析,驗(yàn)證了建模及數(shù)值算法的有效性。對(duì)系統(tǒng)的時(shí)變特性進(jìn)行分析,研究了移動(dòng)質(zhì)量慣性對(duì)懸臂梁動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響,同時(shí)也分析了質(zhì)量塊的質(zhì)量和速度對(duì)系統(tǒng)時(shí)變特性

3、的影響。
　　 根據(jù)可能存在的變截面梁以及質(zhì)量塊和懸臂梁之間因間隙引起的接觸碰撞問題討論了移動(dòng)質(zhì)量.變截面懸臂梁系統(tǒng)的建模方法和考慮間隙的建模方法。用不協(xié)調(diào)時(shí)間有限元法求解了相應(yīng)的數(shù)值算例,驗(yàn)證了建模及算法的有效性。
　　 對(duì)移動(dòng)質(zhì)量-懸臂梁系統(tǒng)進(jìn)行了時(shí)變力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)研究,在對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)測試內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上制定了合理測試方案。通過測試將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論建模數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,總結(jié)了時(shí)變力學(xué)建模及數(shù)值算法的有效性及存在的