An energy finite element method for high frequency vibration analysis of beams with axial force

Zhaolin Chen; Zhichun Yang; Ning Guo; Guiwei Zhang

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An energy finite element method for high frequency vibration analysis of beams with axial force

机译：轴向力作用下梁高频振动分析的能量有限元方法

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In order to predict the high frequency vibration response of beams with axial force, an energy finite element method (EFEM) is developed. An Euler–Bernoulli beam with constant axial force is considered. The energy density and energy intensity of the beam with axial force are introduced, and the relationship between the wavenumber and group velocity is derived, then the energy density governing equation is established. In addition, the impedance of beam with axial force is derived to calculate the input power, and the energy density is evaluated by solving the governing equation using finite element method. Finally, the feasibility and correctness of the present EFEM are verified by comparing the results obtained by the EFEM with the corresponding exact solutions. The effects of axial force on the energy density response and the limitations of EFEM are also discussed.

机译：为了预测具有轴向力的梁的高频振动响应，开发了一种能量有限元方法（EFEM）。考虑具有恒定轴向力的欧拉-伯努利梁。介绍了轴向力作用下梁的能量密度和能量强度，推导了波数与群速度的关系，建立了能量密度控制方程。另外，推导具有轴向力的梁的阻抗以计算输入功率，并通过使用有限元方法求解控制方程来评估能量密度。最后，通过将EFEM获得的结果与相应的精确解决方案进行比较，验证了本EFEM的可行性和正确性。还讨论了轴向力对能量密度响应的影响以及EFEM的局限性。

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来源
《Applied Mathematical Modelling》 |2018年第9期|521-539|共19页
作者
Zhaolin Chen; Zhichun Yang; Ning Guo; Guiwei Zhang;
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作者单位

School of Aeronautics, Northwestern Polytechnical University;

School of Aeronautics, Northwestern Polytechnical University;

School of Aeronautics, Northwestern Polytechnical University;

School of Aeronautics, Northwestern Polytechnical University;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Energy finite element method; Axial force; High frequency; Energy density; Input power;

机译：能量有限元法;轴向力;高频;能量密度;输入功率;

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