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基本概念 动刚度

动刚度概念
广义动刚度可以认为是具有频率依赖性的激振力与位移的比值,也可以说是复数形式的机械阻抗。

1)在工程领域,常提及的第一类动刚度特性(即刚度的频率依赖特性),是由于系统的共振带来的。

例如航空发动机支承系统的动刚度,支承系统在某些转速频率下可能存在共振,这相当于支承系统在对应频率下支承刚度很小。

在现代先进航空发动机中,由于机匣轻柔,因此在转子系统的动力学设计中,支承动刚度影响必须考虑。

2)在工程领域,第二类动刚度特性,物理意义是由于系统的阻尼带来的,更适合用复刚度表示,搞材料的人采用复模量。

由于阻尼力与速度有关,因此复刚度值一般是有频率依赖性的。

复刚度(模量)其实是同时体现了动力学方程中刚度项和阻尼项的影响,在非共振状态下,阻尼项影响响应幅值的同时,还带来响应的滞后特性,如下图。

无阻尼系统激励响应曲线有阻尼系统激励响应曲线因此,用复数形式表述第二类动刚度物理意义很清楚。

实部E`为我们常说的与位移相关的刚度、虚部E``为与阻尼相关的“刚度”,两者共同确定E*。

也就是说,复刚度E*(一般有强的频率依赖性)决定了响应大小和相位。

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