两自由度分段线性系统模态分析

对一类两自由度含间隙非光滑弹性碰撞系统模型进行了自由振动状态下的模态分析。在建立系统动力学模型的基础上,基于Galerkin法以不变流形建立了系统的非线性模态,构造出系统的一阶及二阶不变流形,进一步分析了系统各阶模态的动力响应。通过数值仿真,得到了各阶模态的相位图及幅频响应曲线,并应用特征乘子法和Poincaré映射的方法对系统模态进行了稳定性分析。     

含间隙多约束碰撞振动系统稳定性分析

针对一类单自由度含间隙多约束碰撞振动系统,通过在碰撞面处建立系统的Poincaré映射,推导系统的Ja-cobi矩阵,将连续动力系统转换为离散动力系统,并利用Gram-Schmidt正交化和范式归一化计算得到系统的Lyapunov指数谱.通过数值模拟,计算系统混沌吸引子与周期吸引子的收敛序列,结合系统相图、单参分岔图及...     

具有滞后非线性的汽车悬架系统中的混沌及控制

由于带有滞后非线性的汽车悬架系统中具有明显的非线性,这直接导致了系统存在分岔与混沌的可能性.为此分析了其在路面拟周期激励作用下发生受迫振动时的运动情况,揭示了该系统存在混沌现象,并利用比例微分控制器对其混沌行为进行了控制,数值模拟表明了该控制方法的有效性与可行性,可为汽车悬架系统的分析研究和优化设计提供理论依据.     

一类单自由度非光滑系统混沌运动的延迟反馈控制

采用了非线性延迟反馈控制混沌的方法,运用等效线性化法对加入延迟反馈的单自由度非光滑系统微分方程进行解析求解,利用分岔图和Poincaré映射图分析了系统的动力学行为,揭示了延迟反馈对系统的混沌运动具有很好的控制效果.延迟反馈项实际上是一个作用明显的扰动项,通过选择合适的反馈控制参数R1、R2和延迟时间τ,引导非光滑系统的混沌运动转化为规则的周期运动,使得混沌受到控制;另外,通过数值仿真验证了该方法的有效性.     

两点碰撞振动系统的周期运动与分叉

建立了两自由度两点碰撞振动系统的动力学模型,给出了碰撞振动系统产生粘滞的条件,分析了系统存在的粘滞运动.采用打靶法,利用变步长逐次迭代逼近的方法求解系统的不稳定的周期碰撞运动,即Poincar啨截面上的不动点.通过对两自由度两点碰撞振动系统进行数值模拟显示了系统在一定参数条件下存在周期倍化分叉和Hopf分叉,同时通过数值模拟的方法得到了以两自由度两点碰撞振动系统Poincar啨截面上的不变圈表示的拟周期响应,并进一步分析了随着分岔参数的变化,两自由度两点碰撞振动系统周期运动经拟周期分叉和周期倍化分叉向混沌的演化路径.     

一类无足自驱动系统的运动特性分析

建立了一类简谐激励作用下、两自由度含干摩擦无足自驱动系统的力学模型,描述并分析了系统的运动特性,得到了系统参数选择的最佳范围。研究发现:在低频区,随着激励频率ω的减小,擦边分岔诱导系统碰撞次数逐渐增加,直至颤振序列;在高频区,系统存在混沌运动。在一个完整周期内,基体的运动由黏滞、正向驱进和负向驱进三种中的一种或多种组成;系统平均驱进速度■对激励频率ω和质量比μ_m的变化较敏感,摩擦比f、间隙δ、刚度比μ_k对系统的影响相对较小,质量比μ_m的最佳选择范围为[0.4,0.8];系统正向和负向驱进的最大平均速度出现在低频区和质量比较小时;在高频区,基体趋于黏滞状态。该研究结果和方法,可为无足自驱动系统的设计及参数优化提供相应的理论依据。     

车轮谐波磨耗对轮轨蠕滑特性的影响分析

为探究车轮谐波磨耗对轮轨间蠕滑特性的影响,建立了4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型。基于多体动力学理论,以实测车轮谐波磨耗为依据,对比分析了4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨关系模型。基于柔性轮轨分析车轮谐波磨耗对轮轨蠕滑特性的影响,并进一步探究谐波磨耗下扣件刚度和速度对蠕滑特性的影响。结果表明:柔性轮下的振动响应要高于刚性轮,而刚性轨下的振动响应要大于柔性轨。其发生机理表现为柔性体的固有模态与谐波激励频率相近引发模态共振,使得柔性体的振动响应大于刚性体。对比分析结果表明多柔体更能反映轮轨真实接触状态;车轮谐波磨耗的阶次和幅值对柔性轮轨关系下的蠕滑特性影响显著,整体呈现出随阶次和幅值增大而增大的趋势,且高阶次下,幅值对蠕滑特性的影响更加显著。进一步发现扣件刚度对蠕滑特性的影响与速度呈现相关性,当速度低于250 km/h时,扣件刚度对蠕滑率/力的影响并不显著,但仍呈现出随刚度增大而减小的趋势;当速度高于300 km/h时,扣件刚度对蠕滑率/力的影响比较明显,呈现随刚度增大而增大的趋势。     

基于ADAMS和MATLAB的空气弹簧虚拟样机运动仿真

文中在分析空气弹簧工作原理的基础上,建立了ADAMS虚拟样机模型,并采用PID控制系统模拟高度控制阀,得到了空气弹簧高度响应曲线。结果表明,通过ADAMS与MATLAB/Simulink联合仿真,实现了对空气弹簧不同工况下运动状态的模拟,体现了高度控制阀延时性与无感区的特性。     

三自由度碰撞振动系统的周期运动稳定性与分岔

建立了三自由度碰撞振动系统的动力学模型,推导出系统n-1周期运动的六维Poincar映射,根据映射Jacobi矩阵的特征值来分析n-1周期运动的稳定性。数值模拟了1-1周期运动的Hopf分岔和周期倍化分岔,进一步分析了当分岔参数变化时碰撞振动系统周期运动经拟周期分岔和周期倍化分岔向混沌的演化路径,其中有的路径是非常规的。