局部约束结构振动的模态研究

制动盘/摩擦块系统的制动过程属于局部接触振动问题。摩擦块局部接触(约束)会对系统模态及固有频率造成影响,进而影响制动噪声的产生。将刹车盘简化为一维循环梁结构,并建立了在摩擦块作用下的运动方程。首先计算无接触时梁自由振动的模态(参考模态)。然后用线性弹簧代替局部接触,列写出连续条件并计算模态,得到所谓局部非连续基函数。将局部非连续基函数与参考模态进行正交化处理后,作为参考模态的补充,用于计算系统响应。与差分法结果比较表明,与传统模态方法相比,局部非连续基函数法更为准确。研究发现局部接触会抑制循环结构振动的对称性,导致正弦或余弦模态消失,以及刚度非线性和摩擦作用,会使振动是波动型的。该工作为基于局部非连续基函数法研究摩擦结构不稳定振动机理打下了基础。     

直齿圆柱齿轮啮合耦合振动系统参数振动研究

齿轮副啮合耦合振动系统是一个多自由度参数振动系统。该文考虑啮合刚度时变性,传动轴、轴承和箱体等支撑刚度和阻尼,轮齿传动误差以及输入转矩非线性等因素的影响,建立了直齿圆柱齿轮副啮合耦合动力学模型。将动力学方程转换到正则模态下,利用多尺度法对其进行动力稳定性分析,推导出主共振和亚谐共振条件下系统的组合共振频率以及稳定性边界。数值模拟系统非参数和参数共振响应,与摄动法结果吻合较好。结果表明:当轮齿啮合频率接近和型共振频率时,系统发生参数共振,存在着不收敛的无界解。系统的非参数共振响应为概周期响应,包含着多种组合频率成分。     

基于神经网络和子空间的非线性系统载荷识别

由于非线性描述函数选定困难,在不同激励水平下会导致时域非线性子空间辨识过程重复繁琐。针对此问题,基于不同激励水平下时域非线性子空间方法重构的非线性恢复力数据和测量的非线性位置响应数据训练神经网络模型,等效代替响应?非线性恢复力映射关系,使得辨识过程不再依赖系统模型,只需已知非线性位置的响应即可获取非线性恢复力,计算效率得以提高。针对非线性系统外载荷难以测量的问题,利用响应?非线性恢复力映射关系的神经网络模型预测非线性恢复力,进一步提出基于神经网络和子空间法的载荷识别方法,并通过间隙非线性结构的数值与实验研究验证了所提载荷识别方法的有效性和可行性。     

平台和缘板阻尼叶片共振响应的数值分析

引入非局部记忆的滞后摩擦力模型,应用数值方法研究平台和缘板阻尼单自由度叶片模型的共振响应,分析了阻尼器正压力、激振力水平和摩擦系数对共振振幅及峰值频率的影响.研究表明,阻尼器是一种非常有效的结构减振方法,并且缘板阻尼器的减振效果更好.     

转子--轴承系统受轴向摩擦时的振动

研究轴向摩擦对单跨双盘转子-轴承系统横向振动的影响。盘与静子在不同位置发生轴向接触时，对盘的轴向压力由作用于两个轴端的力代替，轨迹切向摩擦力用单参数干摩擦力模型计算。数值模拟发现，轴颈位置、轨迹大小变化与轴向摩擦位置、程度和转速都有关系，因此表现为振动不稳定。另外，频谱中还包含倍频成分，且可能有比较复杂的运动形式如概周期运动、混沌等。     

非线性多自由度系统的数据驱动建模和响应预测

由于工程系统的复杂性和参数不确定性,利用力学原理建立的动力学控制方程常难以满足精度需求。基于数据驱动的系统建模和响应预测,利用动力学状态方程的数值解模拟实验中测得的不同外激励下的系统响应,并用于训练神经网络,构建包含训练数据间已知关系的损失函数以提高模型精度,得到表达系统状态关系的数据模型。将该神经网络模型纳入常微分方程求解器,可预测系统在不同激励下的响应,并获得幅频响应关系。将建模方法分别应用于含立方型和间隙型非线性的弹簧质量系统,计算结果表明,可根据响应数据建立准确的数据模型,并获得非线性系统主共振时的滞后和跳跃响应。研究还表明,训练数据越多、数据覆盖状态越完整,数据模型精度越好,且预测响应的误差越小。     

干摩擦阻尼叶片多谐波激振下的共振响应

研究了汽轮机干摩擦阻尼器叶片在多谐波(第一、二阶低频和第一阶高频)激励作用下的振动。用平均法求出系统低阶谐波共振的稳态响应方程;分析了阻尼器参数与响应之间的关系,特别是初压力对抑制叶片共振振动的效果。所得结论对工程应用有一定指导意义。     

轴向摩擦双盘转子的振动分析

为研究轴向摩擦对转子运动的影响,利用弯曲变形和微小角位移矢量合成理论,推导出圆盘与封严圈之间的轴向碰撞力和摩擦力计算公式.根据力矩相等原则,将轴向碰撞力转化为作用于盘心的横向力.建立简支单跨双盘转、静子轴向碰摩的弯扭耦合振动方程,并数值模拟分析弯曲共振时,不同的转、静子轴向间隙对转子运动的影响.结果表明,随着间隙改变,转子横向和扭转运动特征都会发生相应变化,且扭转运动更能反映轴向摩擦的程度.     

非线性转子—密封系统的亚谐共振失稳机理研究

研究单圆盘转子－密封系统的亚谐共振失稳机理，密封力采用Ｍｕｓｚｙｎｓｋａ模型。文［１］曾研究了平衡系统的Ｈｏｐｆ分岔，表明转子平衡态失稳后进入周期涡动状态，本文研究不平衡质量对失稳运动的影响，即周期扰动的Ｈｏｐｆ分岔问题。研究得到了转子在分岔点附近的１／２亚谐共振情况下的振动性态，为转子亚谐共振故障的识别和预防提供了一些新的理论依据。