内外共振联合作用下索-梁组合结构非线性振动分析

魏明海;肖仪清

振动与冲击 ›› 2012, Vol. 31 ›› Issue (7) : 79-84.

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振动与冲击 ›› 2012, Vol. 31 ›› Issue (7) : 79-84.
论文

内外共振联合作用下索-梁组合结构非线性振动分析

  • 魏明海,肖仪清
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Nonlinearvibrationanalysisforacablebeam coupledsystem undersimultaneousinternalandexternalresonances

  • WEIMing-hai,XIAOYi-qing
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摘要

研究内共振和外共振联合作用下的索-梁组合结构非线性振动问题。利用Hamilton原理推导索-梁组合结构非线性动力学方程,同时考虑索的垂度以及由梁和索之间模态耦合引起的非线性影响。利用Galerkin方法将索-梁组合结构非线性运动偏微分方程离散为一组常微分方程。最后对数学模型进行数值计算,得到了不同内外共振联合作用下梁和索的模态时程曲线。研究表明,梁的稳态运动呈现周期性振荡,而索在不同的内外共振联合作用下,分别呈现出混沌或周期性振荡,并且索和梁之间持续的模态交替现象只能在特定的内外共振下出现。

Abstract

Here,thenonlinearvibrationofacablebeam coupledsystem whosebeam wassubjectedtoverticalharmonicforcewasinvestigated.Thecombinedeffectsofnonlineartermsduetothecablesgeometryandthecoupledbehaviorbetweenthebeamandthecablewereconsidered.ThenonlinearpartialdifferentialequationswerederivedwithHamiltonianprinciple.GalerkinmethodwasusedtodiscretethegoverningequationsintoasetofordinarydifferentialequationsandtheirnumericalanalysiswasconductedbyusingthefourthorderRungeKuttamethod.Theresultsshowedthatthesteadystatemotionofthebeam alwaysisperiodicoscillation,thecablerevealschaoticorperiodicoscillationunderthecombinationofdifferentinternaland/orexternalresonances;moreover,thephenomenonofmodealternationonlyoccursincertaincase.

关键词

索-梁组合结构 / 内共振 / 外共振 / 模态耦合 / 非线性振动

Key words

cablebeamcoupledsystem / internalresonance / externalresonance / modecoupled / nonlinearvibration

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魏明海;肖仪清. 内外共振联合作用下索-梁组合结构非线性振动分析[J]. 振动与冲击, 2012, 31(7): 79-84
WEIMing-hai;XIAOYi-qing. Nonlinearvibrationanalysisforacablebeam coupledsystem undersimultaneousinternalandexternalresonances[J]. Journal of Vibration and Shock, 2012, 31(7): 79-84

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