旋轉(zhuǎn)環(huán)狀周期結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性解析研究.pdf

1、工程領(lǐng)域存在一類外形對稱的環(huán)狀構(gòu)件，例如旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定/轉(zhuǎn)子、行星傳動(dòng)的內(nèi)齒圈/空心太陽輪和滾動(dòng)軸承的內(nèi)/外圈等。為了提升該類構(gòu)件的動(dòng)力學(xué)性能，需要深入研究其動(dòng)力學(xué)規(guī)律，揭示關(guān)鍵參數(shù)與響應(yīng)之間的關(guān)系，進(jìn)而為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及工作點(diǎn)的合理確定提供理論依據(jù)。論文的主要內(nèi)容如下：
　　 (1)采用哈密頓原理建立了旋轉(zhuǎn)環(huán)狀周期結(jié)構(gòu)的通用動(dòng)力學(xué)模型，該模型計(jì)入了陀螺效應(yīng)、質(zhì)量攝動(dòng)及剛度攝動(dòng)等因素。結(jié)果表明：質(zhì)量攝動(dòng)產(chǎn)生了切向應(yīng)力不均勻現(xiàn)象，并且造成

2、陀螺項(xiàng)攝動(dòng)，因而系統(tǒng)呈現(xiàn)復(fù)模態(tài)特征。
　　 (2)研究了計(jì)入陀螺效應(yīng)的含點(diǎn)狀對稱單元的環(huán)狀周期結(jié)構(gòu)的模態(tài)運(yùn)行規(guī)律，揭示了基本參數(shù)與固有頻率分裂及振型耦合的關(guān)系。結(jié)果表明：陀螺效應(yīng)可引起固有頻率分裂，而且在對稱單元的作用下，還可以產(chǎn)生再分裂。同時(shí)，陀螺效應(yīng)還使振型產(chǎn)生復(fù)雜的耦合現(xiàn)象。
　　 (3)研究了含點(diǎn)狀對稱單元的環(huán)狀周期結(jié)構(gòu)的參數(shù)穩(wěn)定性，揭示了由點(diǎn)質(zhì)量及點(diǎn)剛度形成的周期數(shù)、響應(yīng)的基波波數(shù)及諧波波數(shù)等參數(shù)與穩(wěn)定性之間的

3、映射關(guān)系，得到了參數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)。
　　 (4)研究了行星傳動(dòng)內(nèi)齒圈的模態(tài)特性和參數(shù)穩(wěn)定性問題，重點(diǎn)研究了嚙合相位對齒圈響應(yīng)的動(dòng)力調(diào)諧作用，揭示了齒數(shù)和行星輪的個(gè)數(shù)對固有頻率分裂、振型耦合及參數(shù)穩(wěn)定性的調(diào)諧關(guān)系，為行星傳動(dòng)的參數(shù)選取提供了動(dòng)力學(xué)依據(jù)。
　　 本文工作為國家基金《基于相位調(diào)諧的永磁電機(jī)減振降噪機(jī)理研究》(編號(hào)：50705062)的一部分，同時(shí)也為國家基金《旋轉(zhuǎn)超聲動(dòng)力拓?fù)溥x型研究》(編號(hào)：51175370)預(yù)