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1.
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考虑法向载荷变化的Iwan模型及其特性分析
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李东武 徐超《哈尔滨工业大学学报》,2017年第49卷第10期
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为了完整、准确地复现摩擦接触界面间的力学行为和描述其能量耗散特性,提出了一种考虑法向载荷变化的Iwan模型.在连接界面的法向上,该模型采用一个非线性弹簧来描述界面法向载荷变化和间歇性分离的行为,在其切向上则采用原始Iwan模型来描述界面间的微滑和宏滑行为；推导了切法向耦合作用下模型的恢复力和位移关系的表达式,给出了模型运动状态转换点的判据；并以简化的摩擦阻尼器模型为对象,求解了振动系统在简谐激励作用下的动力学响应,讨论了不同激励参数对系统动力学特性的影响.分析表明,当法向载荷为常值时,该模型退化为Iwan模型,从而验证了模型的准确性；该模型考虑了切向微滑行为和法向载荷变化的动态耦合,相比于不考虑法向载荷变化的模型能够更加完善、准确地模拟接触界面间的力学行为及其对系统振动响应预测的影响；连接界面的法向分离不仅会减弱系统的阻尼性能,使得系统动响应很高,而且会增强系统响应的非线性程度,在实际工程应用中应尽量避免.
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2.
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基于振型转换的螺栓连接梁非线性振动研究
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卫洪涛 孔宪仁 王本利 张相盟《振动与冲击》,2014年第33卷第12期
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以一端固支一端带螺栓连接的梁为对象,采用Iwan模型对螺栓连接的非线性力学特性——迟滞非线性进行建模,基于振型转换的思想,利用相对振型转换法处理了迟滞边界条件引起的非线性振型之间的转换,研究了螺栓连接非线性对梁受迫振动响应的影响。通过梁端点的幅频响应图,讨论了振型之间的耦合、Jenkin's单元的个数、激励力幅值、模态阻尼及螺栓连接刚度对梁端点响应的影响。结果表明,新方法在处理带迟滞非线性边界的连续体振动问题时,具有良好的收敛性;迟滞非线性对系统响应影响有限,在指定的扫频区间仅表现出单周期运动,以及弱频率漂移现象;带迟滞非线性边界条件梁的各参数中,频率漂移的程度对螺栓刚度的大小较敏感。
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3.
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简谐激励下一类干摩擦振子的响应计算
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王本利 张相盟 刘源 马平《哈尔滨工业大学学报》,2014年第46卷第1期
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本文提出了计算简谐激励下一类干摩擦振子系统响应的解析方法,振子系统的摩擦力用含有限个Jenkins单元的Iwan模型描述。针对力-位移之间的分段线性关系,对振子运动逐段进行分析,并给出了各阶段内的系统的振动方程,最后通过变量代换,获得了方程的解析解. 由于每个阶段解的初值均由位移和速度的连续性条件得到,因此顺次求得各线性阶段中响应便获得了整个时域上的响应. 仿真结果表明,随着外激励量级的递增,接触面出现滑移,使得接触刚度减小,因而系统幅频曲线峰值明显左移；另一方面,系统的等效粘性阻尼会随着激励量级的递增而先增大后减小.
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4.
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简谐激励下非线性黏滞阻尼调频质量阻尼器减振结构的稳态响应分析
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陆宜倩 彭凌云 康迎杰《工业建筑》,2018年第6期
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对非线性黏滞阻尼在调频质量阻尼器(TMD)中的应用进行了研究。基于慢变参数法推导简谐激励下采用非线性黏滞阻尼调频质量阻尼器减振结构位移的稳态响应解析解,进而研究其优化参数求解公式。以主结构位移动力放大系数为目标,对线性和非线性黏滞阻尼TMD的减振效果进行了对比分析,结果表明:非线性黏滞阻尼TMD的减振效果要优于线性的,其最优阻尼比受到激励幅值的影响。
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5.
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非线性阻尼非线性刚度隔振系统参数识别
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胡广深 陆泽琦 陈立群《振动与冲击》,2018年第9期
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针对同时含有非线性刚度、非线性阻尼的振动系统,提出了两类参数识别方法。第一类方法是基于非线性振动系统中的振幅跳跃现象,通过跳跃点的测量得出振幅跳跃点的激励频率和幅值,用谐波平衡法识别出非线性振动系统的非线性刚度、非线性阻尼参数。第二类方法是涉及时域响应,通过希尔伯特变换获得非线性系统自由振动的响应幅值和相角,结合双非线性振动系统在瞬态激励下的解析解,获得系统的非线性刚度和阻尼。以非线性刚度非线性阻尼隔振系统为例,通过数值模拟对给出的两类参数识别方法加以验证,并对结果进行较比,识别参数相吻合。可以为实验条件下,含非线性刚度、非线性阻尼隔振系统的参数识别提供理论指导。
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6.
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桩基非线性轴向受迫振动稳态幅频响应分析 被引次数：1
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胡春林 熊伟芬 胡胜刚《工程力学》,2010年第1期
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用多时间尺度法得到了一端固定、另一端自由的桩基非线性轴向受迫振动系统主共振时的稳态幅频响应曲线。研究表明:桩基非线性轴向受迫振动的幅频响应曲线不仅与派生线性振动系统的固有频率、土刚度和阻尼系数有关,而且也与振幅、相位和非线性特征量有关。幅频响应曲线中会出现一种典型的振幅跳跃的非线性现象,当激励频率接近线性系统固有频率时,系统产生共振从而响应幅值增大,而且同一激励频率可能会对应于振幅的多个不同值,运动状态具有不稳定性。随着非线性系数的增大,响应曲线峰值侧向弯曲;粘性阻尼会抑制响应振幅的增大;激励振幅增大会导致响应振幅增大。
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7.
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多源动态激励下变速箱箱体结构的动态响应分析 被引次数：1
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刘辉 张喜清 项昌乐《兵工学报》,2011年第32卷第2期
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建立了变速箱箱体结构的动态有限元分析模型,对变速箱齿轮传动系统内外部动态激励进行分析和数值模拟,内部激励主要考虑齿轮时变啮合刚度、阻尼和误差,外部激励主要考虑发动机转矩波动、轴承时变刚度和阻尼;并对齿轮传动系统进行刚柔耦合多体动力学仿真分析,得到箱体各轴承座处的动态力,在此基础上利用模态叠加法对箱体结构进行了动态响应求解,并结合箱体的约束模态分析结果,在时域和频域上对箱体的动态响应特性进行了分析,结果表明:箱体结构设计比较保守,变速箱在使用中各响应幅值不大,不会引起共振,能满足使用要求。
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8.
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轴向运动梁横向受迫振动多尺度分析及DQM验证 被引次数：1
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丁虎 陈立群《振动工程学报》,2009年第22卷第3期
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用近似解析方法分析轴向运动黏弹性梁横向非线性受迫振动并通过微分求积方法(DQM)进行数值验证.基于外部存在简谐激励的有限小变形细长梁的非线性模型,用多尺度法建立谐波共振时的可解性条件,进而导出稳态周期响应的幅值及其稳定性.稳定稳态周期解的幅值随外激励幅值的增大而增大,随黏弹性系数或非线性系数的增大而减小.采用微分求积法数值求解描述梁横向运动的非线性偏微分方程.计算结果定性验证了近似解析方法预测的相关参数对稳定稳态周期响应幅值的影响,定量比较表明解析结果有较高精度.
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9.
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分段线性不对称迟滞系统的稳态响应
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管迪 陈乐生《机械强度》,2009年第31卷第2期
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建立一种分段线性不对称迟滞模型.在一次近似前提下,使用Kryov-Bogoliubov慢变参数法研究单自由度不对称迟滞系统简谐激励下的稳态响应.研究表明,随着激励幅度的增大,系统出现刚度软化现象,非线性程度越强这种现象越明显.由于迟滞恢复力的作用,系统存在非线性阻尼,非线性阻尼随稳态振幅的变化而发生变化,其变化规律仅与迟滞同线的形状相关.通过李雅普诺夫一次近似理论判断出此系统的稳态解是稳定的,幅频曲线没有跳跃现象.
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10.
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间隙对双行星换向机构动态特性的影响
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薛殿伦 马洪涛 李新燕《机械传动》,2012年第10期
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针对轿车无级变速器的双行星换向机构,综合考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、激励频率、综合啮合误差等因素,建立了该行星传动系统的非线性动力学模型。采用自适应变步长Runge—Kutta数值算法,对系统运动方程求解。通过动载荷时域历程、相图、Poincare映射、FFT等途径,分析了某激励频率下系统响应随齿侧间隙的变化历程,以及不同齿侧间隙下系统响应幅值的频域历程。结果表明,随着齿侧间隙的增加,系统响应将逐渐由简谐状态进入混沌状态,但途中存在突变、分岔及周期响应与混沌响应交替出现等复杂的动力学表现;另外,系统响应幅值在频域历程内出现多次跳跃,且随着间隙的增加,振幅跳跃的次数及幅度随之增大,系统的非线性表现增强。
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11.
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轴向运动黏弹性Timoshenko梁横向非线性强受迫振动 被引次数：1
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李彪 唐有绮 丁虎 陈立群《振动与冲击》,2012年第31卷第13期
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研究轴向运动黏弹性Timoshenko梁横向非线性强受迫振动的稳态响应。由广义Hamilton变分原理推导出轴向运动黏弹性Timoshenko梁横向振动的控制方程及相应的边界条件。模型中考虑剪切模量、转动惯量对梁的影响。黏弹性本构关系中运用Kelvin模型并引入物质时间导数。对控制方程施用直接多尺度法,建立强受迫共振的可解性条件,得到稳态响应振幅与激励频率关系曲线。应用Routh-Hurwitz判据判断稳态响应振幅的稳定性。利用数值结果给出不同参数下,如非线性系数、激励振幅与黏弹性阻尼等对稳态幅频响应及稳定性影响。
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12.
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弹支-刚性转子系统过共振瞬态响应特性研究
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王美令 温保岗 韩清凯《动力学与控制学报》,2018年第16卷第6期
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针对结合弹支-刚性转子系统的动力学特点,利用Lagrange能量法建立了考虑变速特性的转子系统瞬态响应动力学方程,模型中区别考虑了非旋转阻尼和旋转阻尼的影响.采用精细积分算法计算获得过临界区的转子瞬态响应特性,进一步对比分析了角加速度和阻尼特性对转子系统瞬态振动响应幅频特性和相频特性的影响规律.研究结果表明：变转速引起系统的刚度矩阵变化并产生附件的激励力；瞬态过共振响应幅值明显小于稳态响应幅值,且过共振越快速、阻尼越大时系统瞬态振动响应幅值越小.针对过瞬态相频特性,在临界转速附近出现一个新的相位角(加速过共振小于90°),此相位不受角加速度值和旋转阻尼比的影响,但随着非旋转阻尼比的增大呈增大趋势.
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13.
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连接梁的非线性耦合振动分析与实验
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王光远 郑钢铁 韩潮《振动工程学报》,2009年第22卷第1期
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采用具有三次非线性刚度的金属橡胶减振器连接两个梁,对其非线性耦合振动进行了分析和实验研究.用格林函数法和谐波平衡法求解了其频域响应.制作了3组实物模型,进行正弦扫描实验,得到上梁中点与激励点之间的加速度传递率,与计算结果对应良好.结合实验与计算结果,讨论了连接参数对系统传递率的影响,发现连接刚度对耦合频率有直接影响,非线性刚度使耦合频率附近的传递率曲线出现了弯曲和跳跃现象,增大阻尼会抑制非线性的影响.
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14.
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连接结构宏观滑移能量耗散特性研究
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李一堃 郝志明《机械工程学报》,2018年第15期
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Iwan模型常用于描述连接结构的能量耗散与阻尼特性。基于六参数Iwan模型,推导得到宏观滑移阶段能量耗散-加载力幅值的解析表达式。提出基于螺栓连接结构宏观滑移试验的参数辨识方法,对六参数Iwan模型进行辨识。将连续的六参数Iwan模型离散为有限个Jenkins单元并开展有限元数值计算。结果表明,六参数Iwan模型解析解与螺栓连接结构试验结果符合较好;由于宏观滑移阶段接触界面存在残余刚度,螺栓连接结构在宏观滑移阶段的能量耗散-加载力幅值关系为线性关系;在宏观滑移阶段,有限元数值计算结果与解析解符合较好。六参数Iwan模型能够准确描述宏观滑移阶段螺栓连接结构能量耗散特性。
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15.
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带传驱动机构的非线性随机振动研究
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陈林聪《浙江理工大学学报》,2010年第27卷第6期
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利用广义谐和函数导出带传驱动机构的非线性随机振动的平均伊藤随机微分方程,用有限差分法求解平稳FPK方程得到系统的近似稳态响应,分析激励带宽与阻尼系数对随机跳跃分岔的影响.用原方程的MonteCarlo模拟结果验证理论结果的准确性.
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16.
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基于 Lennard-Jones 势的界面摩擦黏滑行为动力学研究
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龚中良 周成博 彭远征《表面技术》,2015年第44卷第9期
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目的：研究界面摩擦过程中,原子间的相互作用关系及规律。方法基于Lennard-Jones( L-J)势理论,建立界面摩擦黏滑行为的非线弹性振子模型,并以α-Fe晶体为例进行仿真分析。结果在假设条件下,质块振动主振频率约为16 Hz；运动端宏观速度v=1×10-3 m/s是主振幅值增大的临界值；刚度系数k和阻尼系数c分别在1.0~100 N/m,1.0×10-4~1.0×10-1 N/(m/s)范围内变化时,粘滑频率和主振频率分别随二者的增大而提高；摩擦界面真实接触面积S在1.0×10-18~1.0×10-14 m2内变化时,增大摩擦界面间的法向压力将导致黏滑强度增大。仿真计算表明：摩擦界面单个原子受到的激励力与原子间作用势及晶格常数有关,质块的黏滑行为与激励力、相对滑动速度、质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数及真实接触面积等内外因素有关。结论相对滑动速度或真实接触面积增大时,黏滑强度增强；质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑强度减弱。系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑频率增大；质块质量增大时,黏滑频率减小；相对滑动速度、真实接触面积对黏滑频率的影响不显著。
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17.
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谐和激励下强非线性杜芬-范德波振子的响应
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黄志龙 孙志锋《浙江大学学报(自然科学版 )》,2005年第39卷第3期
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为了研究力学与电子系统中典型强非线性系统的性质,提出求解强非线性刚度的杜芬-范德波振子谐和激励下响应的平均法.基于系统的哈密顿作用量及相位差是慢变量而角变量是快变量原理,通过对角变量的平均推导出系统共振时作用量及相位差的平均方程,给出不同参数时系统稳态响应的频响曲线,经过数字模拟研究了系统锁相运动的稳定性,得到了确定稳定域的近似公式并讨论了该近似公式的适用范围.数值仿真结果表明, 用该平均法预测系统的稳态响应具有很高的精度,且该方法可适用于非常强的非线性系统.
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18.
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斜拉索受轴向激励引起的面内参数振动分析 被引次数：10
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陈水生 孙炳楠 胡隽《振动工程学报》,2002年第15卷第2期
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考虑拉索垂直及几何非线性的影响，导出了拉索在轴向激励作用下的非线性振动方程，用谐波平衡法得出了产生参数共振的最小激励幅值，共振时瞬态和稳态的振幅值及拉索内力的变化特性，论述了结构阻尼对参数振动的影响，并对典型斜拉索进行了数值求解，研究结果表明，参数振动的响应特性与Irvine参数，频率匹配，激励幅值，倾斜角度等有关，索内力在瞬态现稳态有较大的变化，索的瞬态内力不容忽视。
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19.
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粘弹性阻尼隔振体的非线性振动分析 被引次数：1
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周超 吴庆呜 张强 李勇《工程设计学报》,2009年第16卷第3期
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研究了由基础振动激励、粘弹性材料隔离的被动隔振体的非线性动力响应.用变形的三次多项式函数表征隔振材料的非线性刚度,用分数阶算子表征阻尼,建立被动隔振体的分数阶非线性动力学方程.用谐波平衡法研究其非线性动力响应特性,得出频率响应方程和幅频曲线,分析了非线性因素对系统的影响.最后,用Floquet理论讨论了周期解的稳态性和稳定区间.分析结果表明,含分数阶算子的动力学模型能够准确地描述粘弹性材料隔振器的动态特性.忽略隔振材料的阻尼非线性、刚度非线性将导致隔振设计和隔振效果分析的明显误差.分析方法和结论为精确进行粘弹性材料的被动隔振设计和隔振效果评价提供理论参考.
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20.
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机车转子非线性系统的动力学分析
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杨柳 杨绍普 杨月婷《振动与冲击》,2018年第15期
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随着机车速度的提高,对机车的运行安全性和稳定性提出了更高的要求。主要研究了非线性双转子连续-质量转子系统的动力学模型,综合考虑转子支撑、齿轮啮合刚度等复合非线性因素影响。基于哈密尔顿最小势能原理,建立连续-质量非线性转子系统的动力学模型,对系统进行无量纲化处理,并求解了固有振动频率及振型。采用MR-K迭代法求解强非线性转子系统的数值解。定量分析在支撑刚度、阻尼及其齿轮刚度参数作用下,转子系统的幅频响应变化。结果表明:复杂边界条件下,系统的固有频率对传动系统振动响应影响较明显。当齿面磨损及间隙变化时,齿轮啮合刚度变大,转子系统在固有频率处位移显著增大。轮轨激励的变化,引起系统从动轴横向弯曲幅值变大。
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