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《鉆柱橫向非線性振動分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第8卷第2期2010年6月鉆柱橫向非線性振動分析陳樂平(1?浙江紡織服裝學院機電分院，浙江寧波315211,2.寧波大學機械工程與力學學院?浙江寧波315211)摘要：利用同倫分析法求解了鉆柱橫向非線性振動方程?得到了該非線性振動的頻率和主振動的一階近似解析解?分析過程中發(fā)現(xiàn)，同倫分析法在求解鉆柱橫向非線性振動方程時不需要引入以往攝動求解的小參數(shù)，這樣提高了近似解的將度和擴大了解的適用范圍?計算結(jié)果表明非線性因素改變了主振動的形態(tài)，使其不再成為簡諧振動，同時非線性因素對頻率的影響程度隨著振幅、軸向壓力和鉆柱長度的増大而增加?因此，對于受較大軸向壓力作用的長鉆柱橫向振動，應當考慮非
2、線性因索的影響.關(guān)鍵詞：鉆柱；橫向振動；非線性；同倫分析法中圖分類號：TB123文獻標識碼：A文章編號：1672-5581(2010)02-0138-05AnalysisontransversenonlinearvibrationfordrillingshaftsCHENLe.ping"(1.SchoolofMechanicalEngineering,ZhejiangTextile&FashionCollege?Ningbo315211,China；2.SchoolofMechanicalEngineering&Mechanics,NingboUniversity?Ningbo3
3、15211?China)Abstract：Byusingthehomotopicanalysismethodtosolvethetransversenonlinearvibrationequation,thenonlinearvibrationfrequency,togetherwiththefirstorderapproximateanalyticsolutionofprelimina?ryvibrationusobtained?Pertainingtothehomotopicanalysismethod.theminorparametersforprevious ly-app
4、liedperturbationsolutionarenotintroduced?Inthisway,theapproximatesolutionaccuracyandad aptationrangeareenhanced.Tothisendatisfoundfromcomputationalresultsthatthenonlinearfactorschangethepreliminaryvibrationpatternfromasimplyharmonicvibration.Meanwhile,thenonlineareffectsonfrequencyaresignifie
5、dw讓hincreaseofvibrationamplitude,axialcompressionanddrillingshaftlength.Incaseoflargeaxialcompressionuponlengthydrillingshaft,thenonlinearityshouldbeconsideredfortransversevibration.Keywords：drillingshaft；transversevibration?nonlinearity；homotopicanalysismethod伴隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對能源的需求也越來越大，而我國陸地石油
6、儲量并不豐富?但是我國的海洋油氣資源豐富,因此國家和地方都加大了對海洋油氣鉆井的投入〔"J?鉆柱是海洋油氣鉆井設(shè)備的重要組成部分，鉆柱的穩(wěn)定直接關(guān)系到鉆井設(shè)備和鉆井平臺的安全?目前，關(guān)于鉆柱橫向振動的研究都是利用現(xiàn)有的線性分析理論,而忽略了非線性因素的影響UY】?現(xiàn)實生產(chǎn)中非線性因素將會引發(fā)某些突發(fā)事故和無法解釋的振動現(xiàn)象?因此，李軍強等利用攝動法對鉆柱橫向非線性振動做了初步分析〔打?同倫分析法是求解非線性問題的一種重要方法，被成功用于解決工程技術(shù)中的許多非線性問題，如非牛頓流體的磁流體動力學、深水中非線性波的傳播、梁的非線性彎曲等⑻9】.本文應用同倫分析法求解了鉆柱橫向非線性振
7、動方程，得到了頻率和主振動的一次同倫分析解，克服了以往攝動法的小參數(shù)假設(shè)，計算了非線性因素對鉆柱橫向振動頻率和主振動的影響.基金項冃：浙江省教育廳科研資助項冃(Y200907734)作者簡介：陳樂卩(1975~人男，博士生■講師E-mail；chenleping?yahoo,cn1非線性振動微分方程的建立和簡化在過去的鉆柱橫向振動研究中，往往都忽略非線性因素的影響，直接用線性振動微分方程來描述鉆柱的橫向振動?現(xiàn)階段,由于鉆探深度的加大，過去認為是常竄的軸向壓力隨著彎曲變形將發(fā)生變
