轴向移动且自旋之雷利梁的暂态响应及动态稳定性分析.PDF

行 雷利 精 類 行 年年 行 立 論 理 年 行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告 軸向移動且自旋之雷利樑的暫態響應及動態穩定性分析 Transient Response and Dynamic Stability of an Axially Moving and Spinning Rayleigh Beam 計畫類別： 個別型計畫 □ 整合型計畫 計畫編號： NSC 96 －2221－E－006－003 執行期間： 96年 8月 1日至 97年 10月 31日 計畫主持人：崔兆棠 國立成功大學航太系 共同主持人： 計畫參與人員： 李宗欣 國立成功大學航太系 成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：精簡報告 □完整報告 本成果報告包括以下應繳交之附件： □赴國外出差或研習心得報告一份 □赴大陸地區出差或研習心得報告一份 出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份 □國際合作研究計畫國外研究報告書一份 處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、列 管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢 □涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢 執行單位：國立成功大學航太系 中 華 民 國 98年 10 月 6 日 I.中文摘要 特性與穩定性。 在運動機構研究的領域中，往往考慮機構的作用 本文研究自由端具一集結質量之軸向移動及自旋懸 臂樑的動態特性，並探討等速率伸長及週期性來回伸 力、位移、速度、加速度和機械利益等；而旋轉機構 縮之兩種軸向移動型態對懸臂樑之動態特性的影 的振動分析更考慮了轉速對系統造成的影響。旋轉機 響。首先，我們以考慮旋轉慣性的雷利樑( Rayleigh 構是否能夠正常的運轉往往關係到整體系統的效率 beam )理論為基礎，利用漢彌頓原理(Hamilton’s 及安全，尤其是高速旋轉的機構，一旦發生破壞，更 principle )及具時變元素和非時變元素之有限元素法 推導出系統之運動方程式。利用阮奇-庫 達 可能造成人員和財物的損失。在某些特定的軸向運動 (Runge-Kutta)數值積分方法解出系統之振動響應，並 型態下，軸向移動樑會經歷嚴重的側向振動及結構不 討論集結質量塊之質量及轉動慣量對系統的頻率與 穩定，可能導致結構損壞。因此，準確的預測軸向移 響應的影響；並分別使用特徵值及傅羅凱理論 動樑之動態特性及穩定性，是極為重要的課題。 (Floquet theory)來判別具軸向等速率伸長及週期性來 回伸縮運動型態之軸向移動樑的穩定性，並由位移響