摘要:
将一个展开的大型环形天线结构简化为一个受到边界线载荷的圆柱壳结构,进而研究了圆柱壳在一种特殊边界条件下的非线性动力学行为。大型环形天线结构在空间中常常要受到承受热载荷、机械荷载和冲击荷载的共同作用,这将导致系统强烈的振动,往往会发生严重的故障。因此,对大型环形天线结构在热环境中的非线性动力学研究在工程设计得到了广泛关注。假定大型环形天线结构处于一个均布的热环境中,并且受到边界上的一个径向的线载荷和一个面内载荷的共同作用。基于一阶剪切变形理论和von-Karman几何非线性关系,运用Hamilton原理推导出圆柱壳的非线性动力学方程。考虑将圆柱壳的一条母线固定,两端自由的特殊边界条件。采用梁函数组合的方法,选取恰当的模态函数,利用Galerkin法对上述方程进行二阶截断,得到常微分形式的非线性动力学方程。运用Runge-Kutta法进行数值仿真,获得了系统的时间历程图、相图、分岔图和最大李雅普诺夫指数曲线。研究了边界上线载荷和面内载荷对振动相应的影响,并对比了不同长厚比对系统非线性动力学的影响。
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