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第1章 绪论 1

1.1 目的与意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 旋转机械典型构件的动力学分析 3

1.2.2 动力学相似理论在大型结构试验模型中的应用 3

1.2.3 动力学畸变相似试验模型的设计 4

1.2.4 动力学畸变相似关系的修正方法 4

1.3 本书主要内容 5

参考文献 6

第2章 薄壁构件动力学基本理论 10

2.1 引言 10

2.2 弹性薄板振动基本理论 10

2.2.1 薄板基本假设及本构方程 11

2.2.2 薄板固有频率与振型 14

2.2.3 薄板的动力响应分析 19

2.3 薄壁圆柱壳动力学基本理论 21

2.3.1 薄壁圆柱壳假设及动力平衡方程 21

2.3.2 薄壁圆柱壳固有频率与振型 25

2.3.3 薄壁圆柱壳动力响应分析 31

2.4 薄壁构件固有特性的传递矩阵分析方法 34

2.4.1 圆柱壳传递矩阵形式 34

2.4.2 圆柱壳传递矩阵的求解 37

2.5 本章小结 38

参考文献 38

第3章 层合薄壁结构件动力学特性及敏感性分析 40

3.1 引言 40

3.2 层合板壳结构振动特性分析 40

3.2.1 层合板壳结构本构方程 40

3.2.2 层合板壳动力平衡方程 44

3.2.3 层合板壳固有特性分析 46

3.3 夹层板壳结构振动特性分析 48

3.4 板壳结构敏感性分析方法 56

3.4.1 有限元方法 57

3.4.2 数值拟合方法 58

3.5 本章小结 60

参考文献 60

第4章 薄壁构件完全几何相似设计方法 61

4.1 引言 61

4.2 相似模型设计方法 61

4.2.1 基本理论及概念 62

4.2.2 量纲分析法 63

4.2.3 方程分析法 68

4.3 完全几何相似模型的设计方法 69

4.3.1 动力学完全相似模型 69

4.3.2 完全几何相似模型 72

4.4 本章小结 78

参考文献 78

第5章 薄板的几何畸变动力学相似模型 80

5.1 引言 80

5.2 弹性薄板几何畸变相似模型的设计 80

5.2.1 弹性薄板待定相似关系推导 81

5.2.2 弹性薄板近似相似关系建立方法 82

5.2.3 弹性薄板精确相似关系建立方法 86

5.2.4 弹性薄板几何适用区间的确定 92

5.3 层合薄板畸变相似模型的设计 96

5.3.1 复合材料层合板动力学相似模型设计 97

5.3.2 涂层板的动力学相似模型设计 100

5.3.3 夹层板的动力学相似模型设计 103

5.4 薄板结构振动强度相似关系 106

5.4.1 完全相似与完全几何相似关系 106

5.4.2 几何畸变相似关系 108

5.5 扭叶片自相似性及修正方法 110

5.5.1 基本理论 110

5.5.2 完全相似关系 111

5.5.3 不完全相似关系 112

5.5.4 实验验证 114

5.6 本章小结 115

参考文献 116

第6章 薄壁圆柱壳的几何畸变动力学相似模型 118

6.1 引言 118

6.2 静止态薄壁圆柱壳畸变相似模型设计 118

6.2.1 薄壁圆柱壳待定相似关系推导 118

6.2.2 薄壁圆柱壳近似相似关系建立方法 120

6.2.3 薄壁圆柱壳精确相似关系建立方法 123

6.2.4 薄壁圆柱壳几何适用区间的确定 133

6.3 层合薄壁圆柱壳畸变相似模型设计 135

6.3.1 复合材料层合圆柱壳 135

6.3.2 涂层圆柱壳 140

6.4 薄壁圆柱壳的强度相似关系 144

6.5 本章小结 147

参考文献 147

第7章 薄壁圆柱壳动力学简化及相似设计 149

7.1 引言 149

7.2 旋转态薄壁圆柱壳振动分析 149

7.2.1 旋转态圆柱壳平衡方程 149

7.2.2 旋转态圆柱壳振动响应分析 151

7.3 旋转态薄壁圆柱壳畸变相似模型设计 159

7.3.1 旋转态圆柱壳几何畸变模型相似关系 160

7.3.2 旋转态圆柱壳几何适用区间 162

7.4 带篦齿圆柱壳的简化模型设计方法 165

7.4.1 圆柱壳篦齿结构的T形齿简化方法 165

7.4.2 圆柱壳篦齿结构的矩形齿简化方法 170

7.4.3 带篦齿圆柱壳与光滑圆柱壳的等效设计方法 172

7.5 薄壁圆柱壳非线性动力学相似设计方法 175

7.5.1 非线性动力学平衡方程 175

7.5.2 旋转圆柱壳非线性动力响应 176

7.5.3 旋转圆柱壳非线性动力学相似关系 177

7.6 本章小结 181

参考文献 182

第8章 薄壁构件的动力学相似设计原理 183

8.1 引言 183

8.2 薄壁构件动力学分析模型 183

8.3 薄壁结构件动力学相似模型设计方法 186

8.3.1 完全几何相似关系 186

8.3.2 待选相似关系 187

8.3.3 薄壁构件动力学相似关系准则 188

8.3.4 几何适用区间的确定 191

8.4 算例——薄盘结构的动力学几何畸变模型设计 193

8.4.1 薄壁转盘动力平衡方程 193

8.4.2 薄壁转盘完全几何相似关系建立 194

8.4.3 畸变相似关系推导 195

8.4.4 薄壁转盘几何适用区间的确定 197

8.5 本章小结 200

参考文献 200

第9章 转子-支承系统动力学相似设计方法 201

9.1 引言 201

9.2 转子-支承系统动力学分析 201

9.2.1 转子-支承系统临界转速及振型计算 202

9.2.2 转子支承系统完全相似关系 207

9.3 转轴动力学相似设计 208

9.3.1 转轴完全相似关系 208

9.3.2 转轴敏感性分析 209

9.3.3 转子-支承系统转轴相似模型设计方法 212

9.4 转盘动力学相似设计 217

9.5 轴承动力学相似设计 220

9.5.1 转子-支承系统的支承相似关系 221

9.5.2 滚动轴承接触刚度的数值计算 225

9.5.3 滚动轴承动力学相似关系修正方法 227

9.6 转子-支承系统动力学相似试验验证 229

9.6.1 静止态试验验证 229

9.6.2 旋转态试验验证 233

9.7 本章小结 235

参考文献 235

第10章 复杂转子系统模型设计与典型故障再现方法 236

10.1 引言 236

10.2 双转子-支承系统动力学相似设计 236

10.2.1 复杂转子支承系统临界转速分析 236

10.2.2 双转子-支承系统结构简化 240

10.2.3 双转子-支承系统动力学相似设计 243

10.3 转子-支承系统再现碰摩故障的模型设计 244

10.3.1 转子-支承系统碰摩方程建立 245

10.3.2 碰摩响应的求解 245

10.3.3 动力学相似关系推导 251

10.4 本章小结 257

参考文献 258

附录A 常用不同边界条件的梁函数系数 259

附录B 简支薄壁板壳模态分析ANSYS程序 261

附录C 薄壁圆柱壳的传递矩阵MATLAB程序 264

附录D 薄板结构敏感性分析MATLAB程序 266

附录E 转子系统典型部件传递矩阵 278