本书以航空发动机典型结构的动力学相似试验模型为典型研究对象，介绍了旋转机械的板壳结构及转子-支承系统动力学理论、相似试验模型设计与修正，以及模型结构简化方法等方面的系列化最新理论研究成果。 主要内容包括：薄壁板壳结构及复杂板壳结构的基本理论介绍，包含不同边界条件下板壳固有频率、振型及响应的通用解法；薄壁结构件的完全几何动力学相似模型设计方法；薄壁板壳、复合材料板壳及涂层板壳结构的畸变动力学相似关系及几何适用区间的建立方法；带篦齿圆柱壳及旋转圆柱壳结构的简化模型设计方法；薄壁结构件动力学相似设计的一般方法；转子系统的轴盘结构、轴承及转子-支承系统的动力学相似试验模型设计方法及典型故障再现方法。本书还附有必要的数值仿真流程和程序。
样章试读
目录
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前言
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
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