机构及机械传动系统的非线性动力学研究综述

介绍了机构和机械传动系统非线性动力学的特点,研究方法以及引起非线性的因素。对连杆机构,齿轮机构,行星齿轮机构,带传动,以及农机具和其它一些机械领域的非线性动力学模型进行了讨论,探讨了在这些机械系统中可能出现的复杂运动,如亚谐周期运动和混沌等。     

椭圆齿轮传动系统非线性动态特性分析

为获得椭圆齿轮副工作时的振动规律,以实现其稳定、高效传动,在分析椭圆齿轮固有特性的基础上对椭圆齿轮非线性动力学特性进行了研究。以齿轮动力学理论为基础,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、静态传递误差、粘弹性阻尼的椭圆齿轮非线性动力学模型,利用四阶变步长Runge-Kutta数值方法对椭圆齿轮传动系统非线性动力学方程进行求解,绘制了系统的位移响应,相轨迹以及Poincaré映射,得到激励频率、阻尼比、时变啮合刚度、以及内部激励4个控制参数对传动系统动态响应的影响。椭圆齿轮副动力学模型的建立、求解和参数影响分析可以为后续的动态设计、不同参数下的振动响应趋势预测以及降噪提供一定的理论依据。     

星型齿轮传动系统的非线性动力学分析

建立了星型齿轮传动系统的间隙型非线性动力学模型,考虑了齿轮副的啮合综合误差,齿轮的啮合间隙和时变啮合刚度。并用数值解法对系统的动力学微分方程进行求解,获得了星型齿轮传动在外扭矩作用下受齿轮副传动误差激励的非线性稳态强迫响应。以一个具有3个星轮的四自由度星型齿轮传动为例,对系统的非线性动态响应做了分析,利用时间历程、相平面、Poincar(?)映射以及 Fourier频谱阐述了多自由度间隙型非线性星型齿轮传动系统的简谐、非谐单周期、次谐波、准周期和混沌响应的动力学特性。     

碳纤维多层立体织机引纬机构振动动力学仿真

针对现有碳纤维立体织机引纬机构剑杆高速运动振动剧烈、运动稳定性不佳的弊端,以Adams平台为基础,建立立体织机引纬机构的动力学模型,根据Hertz接触理论来考虑齿轮齿条的动态啮合过程,对立体织机引纬机构采用正弦运动规律和修正梯形运动规律的动力学性能进行仿真对比分析.仿真分析结果表明:相比采用不同运动加速度规律,由于齿轮齿条啮合产生的啮合力冲击对引纬机构的振动影响更大,是剑杆产生振动的主要原因.     

面齿轮传动系统非线性动力学键合图模型及方程

为了较好研究面齿轮的传动系统,本文以正交面齿轮传动系统为研究对象,基于Bond gragh理论建立了综合时变啮合刚度、传动误差、齿面摩擦力、啮合阻尼等因素的耦合非线性动力学模型.运用Bond gragh理论将面齿轮传动系统中的激励和响应转化为键合图元,分析系统运动的特性分别建立了面齿轮弹性变形键合图模型、传动误差键合图模型和齿面摩擦键合图模型,并分析因果关系和键合图中的功率流得到面齿轮传动系统非线性动力学耦合方程.     

基于齿侧间隙的非线性系统动力学建模及仿真

对单级斜齿轮传动机构进行了系统动力学建模与数值分析求解,针对齿侧间隙非线性问题采用连续的双曲正切函数来代替,把难于处理的非线性问题转换成线性问题。新的求解方法提高了数值稳定性,通过比较齿侧间隙对齿轮传动啮合力的影响,分析齿轮传动过程中外载下的位移响应曲线,为提高齿轮传动精度提供依据。     

柔性变胞机构中的混沌现象研究

柔性变胞机构由于其特殊的结构和运动形式,其动力学方程具有很强的非线性,将有可能导致运动呈现混沌现象.依据变胞机构全构态动力学模型,研究了双柔性机械臂动力学中的混沌现象.根据计算得到的Lyapunov指数及机构的相图,验证了柔性变胞机构中存在混沌现象.     

轨道式爬楼机械装置设计原理与动力学仿真

为解决行动不便的病人或老年人上下楼的问题,提出了一种经济实用、自行控制的上下楼装置———轨道式爬楼机械装置.介绍了一种新研制出的能够实现空间运动轨迹的传动机构———空间渐开线柱齿环球面齿轮机构,推导了此种齿轮齿廓的参数方程和此种传动机构在楼梯轨道水平方向上运动的最小转弯半径计算公式.在该传动机构的作用下,爬楼机械装置能够实现在空间轨道上运行,适合于在多种结构形式的楼梯上运动.运用动力学仿真软件ADAMS,对装置的总体运动特性进行了仿真,得出了整个装置的动力学特性曲线.通过仿真验证了空间渐开线柱齿环球面齿轮齿条传动机构能够实现空间的运动轨迹.     

考虑支撑间隙的行星齿轮系统非线性动力学分析

以轮毂电机行星齿轮减速器为研究对象,以二状态模型描述行星齿轮支撑处间隙副的接触状态及碰撞摩擦特性,建立了考虑支撑间隙的行星轮系非线性动力学方程,采用Runge-Kutta数值解法,结合相图、Poincare截面等非线性动力学分析方法,综合分析了支撑间隙值大小对行星齿轮系统动力学特性的影响。数值算例分析表明,随着间隙值的增大,系统的动态响应经历了单周期、准周期、二周期、准周期的运动状态,最终进入混沌运动,间隙值较小时,系统的振动幅值变化不大,并随着间隙值的增加,系统在二周期和准周期之间波动,间隙值过大时系统直接迅速进入混沌运动。     

基于Pro/E的齿轮五杆机构运动仿真

虽然齿轮五杆机构的解析方法是比较成熟的,但是由于分析的结果是用方程和函数表达的,因此具有不直观和难以检验的缺点.使用Pro/E软件可以形象直观地仿真出齿轮五杆机构的运动,同时有利于对机构进行运动学分析和动力学分析.     

带有未知反应参数的一种发酵过程非线性自适应控制

将非线性系统的线性化方法与神经网络在线辨识技术相结合,提出了一种基于神经网络的非线性自适应控制策略.提出的控制策略,对带有未知反应参数的连续发酵过程,取得了良好的控制性能.仿真实验表明,提出的自适应控制方法能够适应过程模型的不确定性,具有较强的鲁棒性.     

不正则广义系统动态分析

给出一典型不正则广义系统，对其动态特性作详细分析，指出非正则广义系统的一些本质属性。所得结果对于进一步研究广义系统理论中某些较差的问题有意义。     

关于物体系机械能的讨论

物体系的机械能的变化与其非保守内力和非保守外力的相关。在非保守外力不为零时,非保守外力的功随不同的惯性系而变化。因此物体系的机械能在某一惯性系中守恒时,在其他惯性系中不一定守恒。只有在两个惯性系相对运动的速度方向与物体系所受的非保守外力的方向垂直时,物体系的机械能在两个惯性系中才都守恒。     

CMAC神经网络用于一类不确定MIMO非线性系统的鲁棒自适应反馈线性化

在已知标称系统的基础上,将CMAC神经网络用于一类状态反馈可线性化的多输入多输出（MIMO）不稳定连续时间非线性系统的鲁棒自适应反馈线性化,使系统获得要求的跟踪性能。在很弱的假设条件下,应用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统内的所有信号为UUB（一致最终有界）。仿真算例进一步验证了算法的正确与有效。     

矩阵迭代与图象序列

反映动力系统特征的迭代过程常常给出异常复杂的几何结构.熟知的复二次迭代过程向人们展示了Julia集和Mandebrot集，大量的文献给出了复二次迭代过程的各种推广形式。本文研究了一类矩阵迭代过程及其吸引子；探讨该过程的吸引子的性质；考查线性与非线性过程的差异;着重研究迭代矩阵为一类Hudamard矩阵时迭代吸引子的性质；考虑了高阶离散动力系统的推广形式及存在问题；并在计算机上完成了一些有趣的图象.本文研究表明，这类迭代过程的吸引子依赖于迭代矩阵的谱半径。     

部分状态非线性系统稳定性分析

应用一类连续可导的Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数，提出了带部分非线性状态的动态系统，在平衡点ｘｅ＝０为全局渐近稳定的充分条件，并利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数的二乘形式，得到了判别系统稳定的充分必要条件。     

直驱容积控制电液伺服系统模型与动态特性

为了研究直接驱动容积控制电液伺服系统动态响应特性不高的原因,分别建立直驱容控电液驱动系统的电机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的力学模型,并建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型.利用MATLAB软件对系统主要部件进行数值仿真分析.结果表明,系统动态特性不高的根本原因是泵控动力机构的动态特性不高.对系统各组成部件...     

单机吊装大型钢筋混凝土柱方案分析

就当前大型钢筋混凝土柱大多数都习惯用分段法吊装的现状提出了采用单机开式约束绳系整体吊装大型钢混凝土柱的新方法,阐述了该方法的基本思路,并就单机开式约束绳系进行了数学力学分析,用比卡迭代算法解算了非线性方程组。     

多柔体系统刚柔耦合动力学有限单元法

传统的多柔体系统动力学建模理论 ,往往基于小变形线性动力学的基本假定 ,采用线性的Cauchy应变理论描述应变—位移关系。但是 ,对于具有刚性旋转的位移场来说 ,Cauchy应变理论并不适用。本文采用Green Lagrange应变理论 ,描述有大位移运动的梁单元的非线性位移—应变关系 ,通过对应变能的分析和线性化处理 ,建立起相对变形坐标一阶精确的一致线性化的多柔体系统有限元模型 ,仿真算例的结果验证了该方法的有效性和结构中的几何非线性对系统动力学响应的重要作用。     

振动环境中非线性运输包装系统的混沌响应

对振动流通环境中非线性运输包装系统进行了仿真,并通过对系统运动的时间历程、相图、Poincare映射及功率谱等的分析,讨论了在确定性振动环境中系统的混沌动力学行为及其危害.