研究沿轴向运动的弹性行进索的非线性振动响应、稳定性。主要内容有建立Hamilton体系内弹性行进索的动力学微分方程;带有任意边界条件的行进索的精确线性模态分析;小变形弹性行进索的非线性模态和模态相互作用;弹性行进索的近似解和数值仿真方法研究,包括面向符号计算的直接解动力学微分方程的二阶精度多尺度法和Maple程序设计;基于线性行进索精确模态函数的高阶Galerkin近似方法;基于增量谐波平衡法的非线性动力有限元法及其程序实现;开展在脉动风引起的气动荷载作用下,行进索自激振动的周期解、稳定性和分岔特性研究。本项目来源于工业、交通、航天、国防等行业广泛存在的一维连续系统。通过理论分析和数值计算,探索行进结构系统非线性振动的机理;揭示它们复杂的动力学特征,提出振动响应的求解和稳定性分析方法,为行进系统的工程应用提供理论基础。
通过理论分析和数值计算,探索行进结构系统非线性振动的机理;揭示它们复杂的动力学特征,提出振动响应的求解和稳定性分析方法,为行进系统的工程应用提供理论基础。主要进展为(一)、弹性行进索的模态分析,包括Hamilton动力学建模和模态分析、粘滞阻尼作用行进弦线的特征值问题。(二)弹性行进索的非线性动力响应及稳定性,包括基于精确线性模态函数的响应解法、气动载荷作用下弦线的平衡解的稳定性分析、基于优化的临界风速最大化问题、气动载荷作用下行进索的非线性动力学建模、平衡构型的Hopf分岔和颤振型失稳、特征值分岔曲线;非线性自激振动周期解的增量谐波平衡法和判别稳定性的Floquet乘子法、受迫气动激励振动系统的幅频响应、拟周期运动、同步振动、多参数下受迫振动的Neimark-Sacker分岔、基于Matcont软件的分岔点的延拓。(三)内共振周期解的稳定性、模态相互作用及其与运行参数之间的关系,包括大垂度的行进索的内共振关系、改进的Lindstedt-Poincare方法对小垂度下轴向行进索横向面内面外的内共振响应分析,以及带移动质量的轴向行进系统动力学等。