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热弹耦合轴向运动梁和运动板的稳定性问题在航空航天、武器装备、低温超导等工程技术领域已引起越来越多研究者的关注。轴向运动梁和运动板作为工程领域的基本构件,其在热弹耦合条件下的横向振动和稳定性研究既有一定的理论意义,又有重要的实际应用价值。本文主要以热弹耦合轴向运动梁和运动板为研究对象,具体地研究了不同条件下热弹耦合轴向运动梁和运动板的振动特性和稳定性问题。主要研究工作如下:
(1)研究了热弹耦合梁及热弹耦合轴向运动梁的横向振动特性。由于温度场的客观存在,使得梁在振动过程中不可避免的要受到温度改变的影响,因而在研究梁的振动问题时也应考虑温度改变的影响。基于Bemoulli-Euler梁理论和考虑变形影响时梁的热传导方程,推导出热弹耦合轴向运动梁的运动微分方程,采用微分求积法建立了热弹耦合轴向运动梁的特征方程。通过求解特征值问题,给出了复频率随运动速度的变化曲线,分析了梁的几何参数,热弹耦合系数等对热弹耦合梁及热弹耦合轴向运动梁的横向振动特性的影响。
(2)研究了具有摩擦接触的热弹耦合轴向运动梁的稳定性问题。建立了考虑摩擦接触时热弹耦合轴向运动梁的运动微分方程,以摩擦接触点为分界点,推导出了热弹耦合轴向运动梁分界点处的连续条件。采用微分求积法,导出了考虑摩擦接触时热弹耦合轴向运动梁的特征方程。对具有摩擦接触的热弹耦合轴向运动梁的特征值问题进行了求解,分析了无量纲弹簧刚度系数、摩擦系数和无量纲预压力对梁的横向振动特性、失稳形式及相应的临界速度的影响。
(3)研究了热弹耦合轴向运动梁在均布切向随从力作用下的稳定性问题。建立了热弹耦合轴向运动梁在随从力作用下的运动微分方程,采用归一化幂级数法,分别推导出了两端简支和两端固支边界条件下热弹耦合轴向运动梁在随从力作用下的特征方程。分析不同参数对非保守热弹耦合轴向运动梁的振动特性、失稳形式及相应的临界荷载的影响。
(4)研究了热弹耦合运动矩形薄板在均布切向随从力作用下的稳定性问题。根据弹性薄板小挠度弯曲理论和考虑变形影响时板的热传导方程,分别推导出了热弹耦合运动矩形薄板、非保守热弹耦合板和非保守热弹耦合运动矩形薄板的运动微分方程,采用微分求积法,建立其特征方程。通过数值计算,得出了热弹耦合运动矩形薄板的无量纲复频率与无量纲运动速度和无量纲随从力之间的关系曲线。分析了无量纲运动速度、无量纲热弹耦合系数和无量纲随从力等参数对热弹耦合运动矩形薄板稳定性的影响。