轴向行进带钢的非线性振动分析

针对轴向行进带钢在受到横向激励扰动时表现出的复杂振动形式,建立轴向行进带钢的受迫振动模型,通过Hamilton原理导出运动学方程,采用Galerkin法将控制方程离散化,得到常微分形式的控制方程。对控制方程进行数值模拟,仿真出带钢在不同激励幅值下的振动形式。通过庞加莱截面映射方法对带钢振动中的分岔现象作出分析,得到在增大激励幅值情况下带钢的混沌振动规律。     

对气刀吹扫引起带钢振动的控制

为解决热镀锌过程中因吹扫空气流动引起带钢风致振动,导致钢板镀锌质量降低的问题,通过分析风荷载使结构发生振动的机理,建立起风致力作用下带钢常微分形式的振动控制方程。再通过Routh-Hurwitz判据得到带钢由静止变为运动状态的临界风速,以及各阶分叉点的临界风速。通过控制变量法对不同风速下带钢的振幅进行分析和控制。     

动态轧制过程下轧机辊系分岔与混沌特性

基于热连轧机的机械结构和工艺结构,考虑态轧制力对轧机振动的影响,建立了轧机辊系的非线性动态轧制振动模型。根据Lagrange原理,得到了轧机辊系的动力学方程,应用多尺度法求解了系统的分岔响应方程,采用奇异性理论分析得到了系统稳态响应的转迁集及其相应的分岔曲线拓扑结构,利用Melnikov函数法研究了系统发生分岔与混沌的参数临界条件。最后进行数值仿真,通过分岔混沌图、最大Lyapunov指数、相轨迹和Poincare截面验证了理论的有效性,这为抑制和控制轧机系统非线性振动提供了理论参考和借鉴。     

被动隔振体的hopf分岔分析

本文建立了被动隔振体的非线性动力学方程。根据非线性振动理论,设立系统在弱非线性情况下的一次谐波解,通过平均法先求得系统的一次谐波的振幅随时间的变化方程,然后通过分析一次谐波的振幅发生hopf分岔的条件得到了被动隔振体系统发生hopf分岔的条件。     

圆盘剪切力与带钢的振动研究

带钢在切边过程中,圆盘剪刀盘处带钢的振动对生产起着非常重要的作用,对带钢的振动进行有效的控制,可以提高带钢切边的质量。针对某冷轧厂切边圆盘剪在剪切带钢时偶尔出现的振动情况,计算了剪切2mm带钢时的剪切力,为切边圆盘剪切力的计算提供了理论依据,并利用有限元分析软件Patran&Nastran,对不同厚度的带钢进行了模态分析,通过圆盘剪的转频与带钢固有频率的对比,计算出带钢与圆盘剪出现共振时带钢的速度,对带钢的振动进行了有效的控制。     

热、力、磁耦合作用下大挠度矩形薄板的分岔与混沌特性

针对大挠度三边简支一边自由矩形薄板,研究其在热、力、磁耦合作用下的分岔与混沌运动特性。在板壳与磁弹性力学理论的基础上,导出薄板在耦合场共同作用下的非线性控制方程,利用伽辽金原理得到薄板的非线性热磁弹性耦合振动方程。由次谐轨道Melnikov函数法,求出该动力系统Smale马蹄变换意义下出现混沌运动的阈值条件,并对该系统振动方程进行数值模拟,得到系统随机械载荷、电磁场以及温度场的参数变化的分岔图及相应的位移波形图、相平面轨迹图及庞加莱截面图。由仿真结果可知,在热、力、磁耦合作用下的大挠度矩形薄板系统的振动方程具有明显的非线性,运动特性比较复杂,呈现出非常丰富的混沌与分岔现象。通过变化机械载荷、电磁场和温度场参数,可以控制系统的振动特性。     

发动机变惯量曲轴系统1∶1∶1共振分岔分析

为了进一步对发动机实施节能抗振降噪优化处理,深入研究变惯量参数对内燃机曲轴系统扭振分岔特性的影响。利用描述发动机曲轴扭转振动的非线性动力学方程,针对转动频率、不平衡激励频率及固有频率之间关系为1:1:1时的情况,分别利用多尺度法得到并分析了描述系统稳态振动的平均方程。并以某型号发动机为例,得到了不同参数状态下,该发动机曲轴的扭振分岔情况,为其系统性优化设计提供理论依据。     

独立悬架汽车转向系间隙与干摩擦对其Hopf分岔特性的影响

车辆转向系的非线性振动对车辆的行驶稳定性与安全性产生巨大的危害,因此降低转向系的振动、分析系统参数对振动特性的影响成为车辆振动控制至关重要的一环。为分析问题的全面性与合理消除振动,综合考虑转向系间隙与干摩擦,轮胎所受侧向力三个非线性因素,建立独立悬架汽车转向系4自由度自激型等效非线性振动模型,对多自由度系统自激型振动的Hopf分岔形式做出了具体的理论分析并给予数值验证,详细讨论间隙与干摩擦两种非线性因素对临界车速与分岔后极限环幅值的影响,进行奇点稳定性与瞬态响应时间分析;通过数值仿真得到在不同非线性因素影响下车辆平衡点失稳的变化规律,其结果对减小转向系振动与其Hopf分岔控制具有一定的指导意义。     

运动薄膜的速度对非线性强迫振动的影响研究

研究了运动薄膜的速度对非线性强迫振动的影响。基于Von Karman薄板理论推导出轴向运动薄膜大挠度振动方程,应用Galerkin方法对振动偏微分方程组进行离散,得到系统的状态方程,采用4阶Runge-Kutta法对系统状态方程进行数值求解,利用分岔图分析了薄膜非线性振动特性与速度的关系,得到了薄膜产生混沌的区间和稳定工作区间。通过时程图、相图、Poincare截面图和功率谱分析系统的周期运动和混沌运动。     

基于平均法的单自由度非线性系统幅频分析

利用改进的平均法对振动微分方程进行了近似求解,得到了幅频响应方程,运用约束分岔理论对非线性系统进行了分析,计算了转迁集,得到了系统在阻尼比与激励振幅平面内不同区域的幅频曲线图,并对其特性进行了分析;其次,对幅频响应方程进行了局部线性化,应用线性系统理论得到了系统的稳定区域;最后分析了不同参数对系统的隔振效果,得到了阻尼比的增加会减弱系统的振动,加强隔振效果。     

考虑结合部特征与电液系统耦合作用的卧式侧拉床工作台动力学建模

提高机床的稳定性及加工精度是工程界永恒的课题。从刀架与导轨的结合部特征和电液伺服系统方面分析两者对卧式侧拉床工作台振动的共同影响。首先将卧式侧拉床导轨部分简化为一个振动模型,在只考虑零件结合部刚度、阻尼的情况下,建立该振动模型的动力学方程,之后建立结合部特征与电液系统耦合作用下的模型动力学方程,并利用MATLAB软件对这两个方程进行求解,得到导轨x轴方向的振动。最后以液压缸阻尼、导轨x轴方向结合部刚度和导轨x轴方向结合部阻尼作为分岔参数做耦合方程的分叉图,分析所得结果,对比在各类参数改变的情况下,系统所产生的分岔情况,确定是结合部刚度对机床振动造成的影响最大。     

考虑结合部特征与电液系统耦合作用的卧式侧拉床工作台动力学建模CSCD

提高机床的稳定性及加工精度是工程界永恒的课题。从刀架与导轨的结合部特征和电液伺服系统方面分析两者对卧式侧拉床工作台振动的共同影响。首先将卧式侧拉床导轨部分简化为一个振动模型,在只考虑零件结合部刚度、阻尼的情况下,建立该振动模型的动力学方程,之后建立结合部特征与电液系统耦合作用下的模型动力学方程,并利用MATLAB软件对这两个方程进行求解,得到导轨x轴方向的振动。最后以液压缸阻尼、导轨x轴方向结合部刚度和导轨x轴方向结合部阻尼作为分岔参数做耦合方程的分叉图,分析所得结果,对比在各类参数改变的情况下,系统所产生的分岔情况,确定是结合部刚度对机床振动造成的影响最大。     

基于薄板固有特性的连续热镀锌带钢表面质量在线控制

对源于气刀附近带钢振动的连续热镀锌带钢表面质量在线控制理论和方法进行研究.建立连续热镀锌镀后冷却段的带钢振动模型,基于哈密顿原理得到振动模型固有特性的解析解,对振动模型的合理性进行数值仿真验证,结合现场测试结果和表面质量实时监测技术,提出连续热镀锌带钢表面质量在线控制的基本思想和解决方案.研究表明,带钢线张力和速度分别对带钢固有频率和激励频率产生显著影响,可以作为表面质量在线控制的主要参数.计算带钢固有频率时可以忽略轴向速度的影响.数值仿真结果确认振动模型中用简支代替接触辊支撑和稳定辊支撑的正确性.带钢固有特性求解的解析形式能够满足在线控制的需要.建议加强稳定辊和接触辊的支撑刚度来抑制气刀附近带钢振动.     

机电非线性振动系统参、强联合激励的分岔

建立机电耦联非线性电机模型的数学方程：利用非线性振动理论中的非固定参数的渐近法，研究由电磁力激发的参数激励、强迫激励联合作用下非线性振动系统的动力学特性，由理论分析、数值计算得到系统的分岔转迁集和四种分岔响应曲线。在实验的基础上揭示各种电磁参数及机械参数对主参数共振的振幅、运动稳定性及共振曲线的拓扑结构的影响，同时显示系统的运动状态及其稳定域，分析结果为有效地控制电机的稳定运行提供依据。     

旋转机械耦合传动系统参激振动分析与控制

以一类旋转机械传动系统的扭振为研究对象,考虑轴系时变刚度变化和非线性摩擦阻尼力的影响,根据Lagrange原理建立了一类旋转机械传动系统的耦合非线性动力学方程,利用多尺度方法推导出了系统的平均方程,并根据Hopf分岔理论给出了系统发生Hopf分岔的充要条件及周期运动稳定性的判别方法,分析了参数共振和内共振条件下系统的分岔特性。为抑制传动系统因亚临界Hopf分岔引起的失稳振荡,引入非线性反馈控制,对系统的Hopf分岔点进行转移并控制周期运动的稳定性和幅值。研究结果为非线性旋转机械参激振动的分析及控制提供了有效方法。     

机床主轴滚动轴承-转子系统振动特性分析

推导了滚动轴承在工作状态下产生的非线性轴承力,建立了系统的非线性动力学方程,通过Matlab模拟得出系统的分岔图、庞加莱图、轴心轨迹图等,分析了不同参数下的振动特性,再利用数值方法对方程求解,得出系统振动的位移值。结果表明:非线性轴承力会引起系统振动的变化,系统振动中会出现分岔现象,振动存在多种周期和非周期形式,并且阻尼、转速、径向力是影响振动的重要参数,选择合理的工况参数,可增强系统的稳定性,提高系统的动态性能。     

激励频率对换挡行星传动系统非线性动力学影响分析

换挡机构是变速系统中最关键的部件之一,其性能直接影响传动系统的动力性和平稳性。建立了二级换挡行星传动系统动力学方程,研究了外界激励频率对传动系统复杂动力学特性的影响;通过分析分岔图、时域响应图、相图、庞加莱截面图以及频谱图变化规律,明晰了二级换挡行星传动系统混沌振动特性,获得了外界激励频率稳定振动区间;利用比例微分控制方法对传动系统混沌振动进行控制,将混沌振动调整为稳定的单周期振动。研究结果为提高换挡行星传动系统运转的稳定性奠定了基础。     

基于ANSYS的热镀锌带钢振动分析

热镀锌过程中,气刀处带钢的振动对生产起着至关重要的作用.对带钢的振动进行有效的控制,可以提高带钢镀锌质量,减少用锌量,并节约成本.文中利用ANSYS有限元软件,分析了在有无预紧力、不同简谐力以及脉冲载荷作用下带钢的固有频率及响应.实际生产中带钢长度很大,要保证带钢的镀锌品质,必须采用非接触方法抑制振动,该试验装置采用了磁悬浮减振系统来控制带钢抖动,文中的分析结果将为磁悬浮减振系统提供了理论依据.     

碰撞-渐进振动系统的亚谐振动与分岔分析

建立了碰撞-渐进振动系统的力学模型。分析了激振器和缓冲垫发生碰撞的类型,以及滑块渐进运动的条件。给出了系统可能呈现的4种运动状态的判断条件和运动微分方程。通过二维参数分岔分析,得到系统的各类周期振动在激振频率和预压量参数平面内的存在域及其分布规律。详细分析了1/n亚谐振动的分岔过程。当激振频率增大时,由于发生周期振动的实擦边分岔、虚擦边分岔或鞍结分岔等非光滑分岔,使得1/n亚谐振动的分岔过程变得更加复杂,而且受预压量的影响比较大。     

热镀锌生产线出锌锅段带钢-气垫耦合系统振动特性研究

为获得平衡状态下带钢变形、气垫区压力以及带钢-气垫耦合系统的动特性,将带钢近似为恒张力作用下的轴向运动Euler-Bernoulli梁,根据描述气垫区气体动力学特性的经典附壁边界理论,建立带钢和气垫区气体压力的控制方程及耦合条件。引入轴向运动带钢变形的格林函数,以压力卷积的形式显式表达带钢位移,采用Newton-Raphson法对气垫区的平衡压力和带钢平衡变形进行数值求解。将带钢和气垫区气体压力控制方程分别在其平衡位置处线性化,得到描述系统线性响应的变系数偏微分方程组。通过Galerkin法对模型进行全局离散,用广义矩阵特征值问题的数值解法得到带钢的固有频率。研究结果表明:适当减小带钢运行速度并增大带钢张力有利于带钢的稳定运行,而气垫箱供应压力对带钢动特性的影响极为有限。