表面圆度误差对磁力轴承动力学特性的影响

针对磁力轴承传感器检测表面圆度误差,分析了圆度误差对磁力轴承电流刚度和位移刚度的影响,以及对常规PID控制下磁力轴承系统阶跃响应的影响。研究结果表明:位移刚度、电流刚度随误差而非线性变化,不利于系统稳定;圆度误差对阶跃干扰下系统超调量和调整时间产生影响,修正PID控制参数能减弱影响。     

负载与支承刚度对面齿轮传动系统动态特性的影响分析

为研究负载及支承刚度变化时对面齿轮传动系统动态特性的影响,建立了包含支承、齿侧间隙、时变啮合刚度、综合传动误差、阻尼和负载激励等参数的系统弯-扭耦合动力学模型,并使用PNF（Poincaré-Newton-Floquet）方法进行求解。计算结果表明,在不同的负载及支承刚度条件下,系统会出现简谐响应、次谐响应、拟周期响应及混沌响应4类稳态响应。增加负载及支承刚度能有效降低系统的动载荷,而增大支承刚度还可以减小面齿轮支承在方向与方向上的振动位移幅值差距。     

含有时滞控制的准零刚度隔振器的隔振性能研究

采用一对斜置弹簧作为负刚度元件,与垂直弹簧并联组成准零刚度非线性隔振器,从而增大系统的隔振频率范围。并引入线性位移时滞控制。通过平均法分析得到系统在简谐力激励下的响应特性。在此基础上,研究了该刚度系统在引入线性位移时滞控制时的力传递特性,给出了时滞控制对力传递率的影响规律和特点。结果表明,无论受控系统是在低频段还是高频段,该隔振器的隔振性能均比等效的线性隔振器要好,而受控系统的隔振性能优于不受控系统。     

冲击地压巷道锚杆-围岩系统复刚度特性

为探讨冲击载荷作用下锚固围岩体动力失稳机理与能量耗散机制,基于振动力学理论,建立锚杆-围岩在冲击载荷作用下的三维轴对称力学模型,获得了冲击载荷作用下锚杆-围岩系统复刚度的解析表达.从抵抗变形与能量耗散两个方面,分析了冲击地压发生时锚杆-围岩系统的动力响应特征.结果表明:在相同频率的冲击载荷作用下,随着围岩黏性阻尼、围岩强度以及锚固长的增加,锚杆-围岩系统复刚度越大,抵抗纵向变形能力越强,应力波能量耗散越快,系统吸能特性越好;随着冲击载荷频率的增加,围岩强度与黏性材料阻尼对锚杆-围岩系统复刚度影响更为明显;全长锚固条件下,锚杆-围岩系统抵抗纵向变形能力几乎不受冲击载荷频率控制.采用数值分析验证了理论分析的正确性.建议采用围岩注浆改性与锚杆全长锚固方式,提高冲击载荷作用下锚杆-围岩系统抵抗冲击变形能力与增强系统阻尼耗能性能.     

不同爆炸载荷作用下加筋板的动态响应分析

主要仿真分析了3种爆炸冲击载荷作用下加筋板动态响应的异同。利用有限元分析软件LS-DYNA,模拟了加筋板在矩形、三角形、指数形等3种冲击载荷作用下的动态响应。通过比较加筋板压力、等效应力、位移等参数,分析得出:在3种冲击载荷强度和冲量都相等的情况下,目标板前期阶段的动态响应基本相同;对整体破坏效果而言,矩形冲击载荷的破坏效应最大,三角形载荷次之,而最能体现爆炸冲击载荷特征的指数形载荷的破坏效果则最小。     

汽车后桥主减速器非线性振动研究

以汽车后桥主减速器为研究对象,考虑了齿面摩擦、齿侧间隙以及动态传递误差等非线性因素影响,建立了8自由度准双曲面齿轮副动力学模型。通过引入齿轮副啮合线相对位移,为动力学模型缩减了一个自由度,简化了计算。利用数值计算的方法求解了无量纲化后的微分方程,得到系统稳态响应,并考查了动摩擦系数、外部载荷和轴承支承刚度对系统动力学响应的影响。结果表明,减小动摩擦系数、增加外部载荷和提高轴承支承刚度有利于提升系统的稳定性。     

巨-子型有控结构体系在地震激励下的响应控制特性

为研究巨子型有控结构体系MSCSS(Mega-Sub Controlled Structural System)在地震作用下的响应特性,建立了MSCSS在随机地震激励下的动力方程,推导了结构响应计算表达式,对MSCSS在随机平稳及非平稳地震激励下的响应控制特性分别进行了对比计算研究,讨论了相对结构参数,如主子结构质量比、相对刚度比对MSCSS位移及加速度响应控制效果的影响.研究结果表明,与传统普通巨型框架结构体系相比,MSCSS在控制位移、加速度响应方面具有显著效果.     

位移模式下的防屈曲支撑工作机理

结合两种截面、两种组合方式4个防屈曲支撑试件的低周反复变幅加载静力试验,分析了位移模式下包括荷载-位移滞回曲线、钢芯与外套管相对位移关系、外套管跨中侧向位移及零荷载位移变化规律等在内的力学性能,研究了防屈曲支撑的工作机理及构造要求.研究表明,试件构造合理,滞回曲线稳定、饱满、规律性好;加载过程中,荷载和位移的变化具有不同步性,体现了钢芯的塑性变形;零荷载位移的变化规律是防屈曲支撑力学参数非对称性的表现,体现着支撑内部构造的合理性;间隙大小、限位卡、钢芯与外套管相对刚度是支撑构造设计的关键环节.     

基于磁流变阻尼器的新结构体系风载激励下的半主动控制研究

探讨了采用磁流变阻尼器后新型M SCS结构在随机风载激励下的半主动控制,推导并建立了其控制方程,讨论了在半主动控制下主子结构相对刚度比和附加阻尼比参数的变化对结构响应控制效果的影响,并与相应的传统结构风振响应进行了对比分析。结果表明该新型结构采用半主动控制能够获得令人满意的控制效果,其半主动控制能有效地减小结构的位移和加速度响应。     

海洋平台隔振结构限位器设计

为了保证海洋平台隔振结构在罕遇地震下的可靠性,避免隔振层导油管破裂而造成经济损失,利用锥形形状记忆合金阻尼器和摩擦阻尼器对其进行限位,基于结构振动控制理论分析了在罕遇地震作用下的减震效果及限位效果,分析结果表明锥形形状记忆合金限位器能对平台隔振结构进行有效地限位,限位效果好于摩擦阻尼限位器.锥形形状记忆合金阻尼器还具有自复位、多向耗能的优点,可较好地满足采油工艺要求.     

软钢实体圆锥棒的限位、消能性能研究

本文通过对六组不同参数实体圆锥棒的试验研究,对其破坏特点、强度、刚度、变形以及耗能性能进行了对比分析;提出了强度、刚度的实用计算方法以及圆锥棒的合理斜锥度。分析表明:实体圆锥棒具有良好的限位、消能性能,是滑移式隔震体系中一种理想的限位、消能装置。     

空间薄壁弹性伸杆力学特性分析

为研究弹性伸杆的力学性能,对其压平、拉平过程中的能量与外载荷的变化以及刚度进行了分析. 首先对弹性伸杆的刚度进行了理论分析,找出了影响弹性伸杆刚度的参数. 之后通过ABAQUS对弹性伸杆的拉平与压平的过程进行了仿真分析,并运用控制变量法分析了各项参数对刚度的影响. 仿真结果表明,拉平与压平过程中的能量变化基本一致,而压平所需要的外载荷较小. 增大弹性伸杆的弧段半径、铺层数量和中心距,相同载荷下的弹性伸杆的变形量会逐渐降低. 通过对仿真结果的分析可知,在拉平与压平的开始阶段外载荷较小,外载荷的峰值出现在拉平与压平的最终阶段,增大弹性伸杆的弧段半径、中心距和铺层数量能够有效提高弹性伸杆的刚度.     

基于应变楔模型的砂土地基水平循环受荷桩简化分析方法

为反映水平循环荷载作用下桩侧土的弱化效应及桩身侧向位移发展规律,提出了基于应变楔模型的砂土地基水平循环受荷桩简化分析方法.首先,利用砂土刚度衰减经验公式计算桩侧土刚度的弱化程度,确定循环再加载过程中桩侧土体应力-应变关系;其次,将其引入到应变楔模型中计算桩基侧向位移响应,考虑循环荷载作用次数和荷载大小的影响;最后,通过试验对比分析,验证所提方法能有效计算桩基础在水平循环荷载作用期间侧向位移的发展趋势.结果表明:桩身侧向位移随荷载作用次数增大而增加,其发展模式与荷载幅值大小相关;循环荷载作用下桩基水平承载能力存在较大程度的弱化.     

桥梁限位型减隔震支座试验及其参数敏感性分析

为了将限位功能集成于普通支座,简化设计和施工过程,提高经济性能,提出一种具有限位功能的新型减隔震支座。新支座通过外加支座底盆限制位移,通过高阻尼橡胶块缓冲限位冲击力、提供自复位刚度和一定的耗能功能;将地震易损部件模块化,方便震后修复。足尺模型拟静力试验和参数敏感性分析结果表明,其减隔震和限位功能符合预期。摩擦系数越大,墩梁相对位移和桥墩剪力越小;橡胶块的缓冲刚度越大,剪力越大但位移越小;橡胶块的缓冲刚度和支座滑动间隙取值需综合考虑位移和剪力的影响。     

螺旋锥齿轮非线性振动特性及参数影响

引入沿啮合点法向的相对位移,建立了含间隙、时变啮合刚度和传动误差的螺旋锥齿轮传动7自由度动力学模型.运用五阶自适应Runge-Kutta方法对系统非线性振动特性和参数变化对混沌、冲击等行为的影响进行计算分析,得到冲击、非冲击的参数区间.结果表明,随着啮合频率增大、啮合刚度系数增大或啮合阻尼系数减小,系统分别经倍周期分岔、Hopf分岔两种途径进入混沌;随着载荷系数、啮合阻尼系数的增大和啮合刚度系数的减小,混沌和次谐波消减,冲击状况改善,间隙非线性的影响减弱,啮合阻尼系数变化的影响在轻载时更显著,而啮合刚度系数变化的影响在重载时更显著.     

基于Hypermesh的轻型货车车架动态特性有限元分析

为了获得货车车架的最佳结构方案,采用有限单元法分析了车架的动态特性。利用UG建立车架的三维装配模型,将模型导入Hypermesh,并进行结构简化、几何清理、抽取中面和划分网格,创建了车架的有限元模型。通过模态求解,获得车架的前6阶弹性模态参数,讨论了车架与路面、发动机等主要激励源的频率耦合关系,分析了车架在冲击载荷作用下的瞬态动力响应。结果表明需要加强板簧与车架连接处的局部刚度,在冲击载荷作用下,节点最大的位移响应值为0．44mm,且车架振动衰减规律符合设计要求。     

随机弹性杆在随机瞬态温度场下的热响应分析

研究弹性杆在其物理参数、温度场同时具有随机性时的热响应。利用隐式差分法求解随机瞬态温度场,结合Monte-Carlo模拟法得到各时间节点处结构温度场分布的数字特征。利用随机因子的有限元法推导出在各时间节点处结构位移和单元应力响应的均值和方差计算表达式,其中加入了随机机械载荷的影响。通过悬臂杆的算例,得到结构各节点位移响应及单元应力响应在瞬态变温阶段内均值和均方差的变化规律;并考察了在随机力载荷和随机热载荷共同作用下,各随机参数的分散性对响应分散性的影响。     

神经网络算法在弹性限位浮筏系统中的应用

具有弹性限位器的浮筏隔振系统受冲击后,在运动的过程中会发生限位器接触状态的不断变化,由于接触位形的多样化,因此寻求一种快速决策限位器接触状态的算法是非常必要的。本文在建立含有接触力的弹性限位浮筏系统的动力学方程的基础上,利用高斯原理构造目标函数,求出神经网络状态方程,给出网络参数。通过神经网络算法对含有多个限位器的弹性浮筏系统的限位器接触状态进行决策,使得接触计算得以实现,同时还可以大大地减少CPU时间。最后通过计算分析,得到对工程有指导意义的结论。     

层状地基矩形板结构系统动力响应的一种数值解法

为解决矩形板在动荷载作用下的动力反应,以矩形板和层状地基组成的系统为研究对象,建立有限元与无限元耦合模型,根据哈密尔顿原理推出系统的动力方程.用静力凝聚法及接触面的节点位移和板中面节点位移的几何关系,将地基反力用板中面节点位移和地基等效刚度来表示,从而把地基反力从系统中解耦出来,采用Wilson法导出系统的等效刚度矩阵和等效荷载列向量,求解出系统在弹性阶段的动力响应.结果表明:应用空间有限元与无限元模型很好的解决了人工边界的不足,使计算与实际更接近;解决了板与地基的耦合和无限元的质量矩阵的确定的难题,为无限元的应用提供有效的方法.     

采场直接顶的结构力学特性及其刚度

分析了采场四边形体直接顶的结构力学特性，给出了直接顶刚度的计算方法．按刚度把直接顶分为似刚性、似零刚度和中间型刚度三类，给出了确定不同直接顶刚度类型的方法，分析了不同直接顶刚度条件下的支架工作阻力和顶板下沉量的关系．