[发明专利]具有夹角结构的纵振动变幅杆

权利要求书

1.一种具有夹角结构的纵振动变幅杆，其特征在于：该变幅杆是由振动输入杆(1)和振动输出杆(2)组成，振动输入杆(1)和振动输出杆(2)的中心轴之间的夹角为θ，90°≥θ>0°，设定自然坐标沿着振动输入杆(1)和振动输出杆(2)的轴线方向，振动输入杆(1)和振动输出杆(2)的中心轴连接点为原点，振动输入杆(1)的输入端坐标为x1＝-l₁，振动输出杆(2)的输出端坐标为x₂＝l₂，在x＝0处，振动元的纵向和横向位移、转角及其产生的纵向力和切向力、弯矩连续， 同时振动输入杆(1)的输入端和振动输出杆(2)的输出端满足自由边界：

ε₁为振动输入杆(1)的纵向位移，m；ε₂为振动输出杆(2)的纵向位移，m；

η₁为振动输入杆(1)的横向位移，m；η₂为振动输出杆(2)的横向位移，m；

转角连续   φ₁＝φ₂                           (2)

φ₁为振动输入杆(1)中以中心轴为基准的转角；φ₂为振动输出杆(2)中以中心轴线为基准的转角；

N₁为振动输入杆(1)中的纵向力，N；N₂为振动输出杆(2)中的纵向力，N；Q₁为振动输入杆(1)中的切向力，N；Q₂为振动输出杆(2)中的切向力，N；

弯矩连续  M₁＝M₂                            (4)

M₁为振动输入杆(1)中的弯矩，N·m；M₂为振动输出杆(2)中的弯矩，N·m；

得到变幅杆的频率方程为：

H1=isnkl1coskl1000000000000coshk1l1sinhk1l1-cosk1l1-sink1l100000000sinhk1l1coshk1l1sink1l1-cosk1l1000000000000-sinkl2coskl2000000000000coshk2l2sinhk2l2-cosk2l2-sink2l200000000sinhk2l2coshk2l2sink2l2-cosk2l20S1k00000-S2kcosθ0I2k23sinθ0-I2k23sinθ000-I1k130I1k130S2ksinθ0I2k23cosθ0-I2k23cosθ100000-cosθ0-sinθ0-sinθ0001010sinθ0-cosθ0-cosθ000I1k120-I1k12000-I2k220I2k220000k10k1000-k20-k2=0]]>

其中，l₁为振动输入杆(1)的长度，l₂是振动输出杆(2)的长度，k为纵波波数，k₁为振动输入杆(1)的输入端横波波数，k₂为振动输出杆(2)的输出端横波波数，振动输入杆(1)的横截面惯性矩I₁＝r₁²S₁/4，r₁为振动输入杆(1)的半径，S₁为振动输入杆(1)的横截面面积，振动输出杆(2)的横截面惯性矩I₂＝r₂²S₂/4，r₂为振动输出杆(2)的半径，S₂为振动输出杆(2)的横截面面积。