常磁场中铁磁条形板磁弹性振动及运动效应

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磁场环境中铁磁材料结构的动力学特性是学科领域的重要研究问题,而轴向运动板类结构作为常见的运动结构,在汽车、航空航天、重型装备制造等诸多领域有着广泛的运用。因此,磁场中轴向运动铁磁条形板的磁弹性振动问题研究有着重要的理论意义与应用价值。本文对常磁场中轴向运动铁磁条形板磁弹性振动及运动效应问题进行研究。建立常磁场中轴向运动矩形板系统的力学模型,基于弹性力学基本理论,给出系统的动能、势能表达式。基于电磁学理论,得到系统的电磁力虚功,通过哈密顿变分原理,推导出轴向运动系统的非线性磁弹性振动方程。研究常磁场中不同边界条件下轴向运动铁磁条形板的线性振动问题。不考虑系统振动方程中非线性项的影响并依据对称性,通过伽辽金法对振动方程积分,得到两端铰支、两端夹支与一端铰支一端夹支边界条件下无限长的条形板线性振动微分方程和系统固有频率。通过算例分析,得到固有频率受板厚、磁场强度、轴向运动速度大小以及不同材料的影响规律。研究常磁场中轴向运动铁磁条形板的非线性固有振动问题。通过伽辽金法对非线性磁弹性振动方程求积分,得到系统振动微分方程;通过多尺度法与L-P法两种求解,得到两种方法下非线性振动的近似解及固有频率表达式。通过算例,对时间、初值、轴向速度等参数对固有频率的影响进行了分析,并对结果进行了对比。研究弹性支承作用时轴向运动铁磁条形板的非线性振动问题。建立弹性支承作用时系统的力学模型,依据狄拉克函数,得到弹性支承作用时系统非线性振动方程,应用伽辽金法对其积分,再通过多尺度法求解,得到弹性支承作用时振动系统的固有频率式。对比了有无弹性支承作用对系统的影响,分析了时间、轴向速度、磁场强度、弹性支承刚度和位置以及材料的不同对固有频率的影响。
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