基于点映射胞轨迹法的强非线性系统混沌演化与激变研究

针对强非线性系统混沌演化与激变难以掌握,阻碍线谱混沌化技术工程化应用的问题,采用点映射胞轨迹法对强非线性系统的全局性态进行了研究;研究结果表明：随着激励力幅值的增加,系统经历了不止一次的对称破缺分岔,逆对称破缺分岔过程,系统通过不同形式由周期状态转变为混沌运动状态。     

两自由度非线性隔振系统线谱混沌化控制技术研究

线谱混沌化是提高潜艇声隐身性能的主要手段,但难以实现小振幅下的持续混沌化;同时,非线性隔振系统由于多个吸引子共存,混沌化品质依赖于初始条件和系统参数。为此,利用开环加非线性闭环方法研究两自由度非线性隔振系统的吸引子迁移和线谱混沌化。建立两自由度非线性隔振系统的动力学方程并分析其全局性态,得到系统的全局分岔特性及吸引子共存规律;通过开环加非线性闭环方法实现不同吸引子之间的迁移控制,使系统在不同初始条件下始终运行于基础振动最小的混沌吸引子上;利用开环加非线性闭环耦合方法实现驱动系统和响应系统之间的广义混沌同步,使系统在不同参数下始终处于小振幅持续混沌运动。仿真结果表明该方法具有可行性和稳定性,能实现隐匿线谱信息和保持隔振性能的双重功能。     

轴系校中状态对艉轴承力传递特性影响

船舶轴系的弯曲振动通过艉轴承传递到船体引发船体艉部振动并产生噪声,是影响船舶舒适性和安全性的主要因素之一。船舶轴系由于较大的自重和出于对轴承保护的原因必须进行轴系校中,校中过程中轴承垂向位置的变化将会改变各轴承所受载荷,继而改变轴承刚度,影响轴系振动特性及轴承处的力传递特性。为此,利用传递矩阵法建立轴系校中和弯曲振动模型,对一轴系实例分别进行直线校中和以艉轴后轴承静载最小为目标的优化校中,求得两种不同校中状态下各轴承处受力响应,研究发现两种校中方式低频段相差微小,在高频段有明显区别。     

弹性元件压缩量对准零刚度系统特性的影响

建立了正、负刚度弹性元件均具有压缩量时准零刚度系统的一般理论模型,分析了系统在静平衡位置达到准零刚度的条件。在静平衡位置达到准零的情况下,从提高系统稳定性和有效工作范围两方面,分析了正、负刚度弹性元件压缩量对系统刚度特性的影响;讨论了如何调节正、负弹性元件压缩量从而使系统始终处于理想工作状态,对准零刚度系统的工程应用提供了理论指导。     

改进EEMD方法及混沌降噪应用研究EI北大核心CSCD

在总体平均经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)降噪过程中,对本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF)的有效处理一直是影响降噪效果的关键。为此,提出一种基于改进EEMD的去噪方法。基于"3σ"法则和奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)提取第一个IMF分量中有用信号细节。利用连续均方误差准则对剩余IMF分量进行高低频区分,分别使用SVD和S-G算法提取高低频分量的有用信号,可以有效避免了高频部分有用信号的流失,同时剔除低频分量中的部分噪声,克服了EEMD去噪时IMFs难以有效处理的不足。为了验证该方法的有效性,进行了数字仿真与双势阱混沌振动试验,结果表明,该方法的降噪效果优于小波加权和EEMD去噪方法。     

基于围壳声腔模态的孔腔流噪声特性及控制技术研究

针对围壳孔腔流噪声的控制问题,首先研究围壳孔腔流噪声的产生机理,结果表明围壳腔体声模态是影响孔腔流噪声辐射的主要因素,流噪声作为声源扰动,激发围壳腔体内部各阶声模态,从而使得辐射噪声出现多阶峰值。通过在围壳内部添加隔板可改变围壳腔体模态,抑制腔体对噪声的放大作用,显著降低1阶线谱幅值,对比分析了不同形式隔板对辐射噪声的抑制效果,对在工程实际中改善围壳孔腔流噪声具有一定的指导意义。     

矩形永磁铁的磁力计算及其应用

负刚度结构可用于系统的低频隔振,依据等效磁荷法建立矩形永磁铁的磁力和刚度解析模型,得到实现负刚度的最优磁铁布置和充磁方向,并设计三磁体型准零刚度隔振系统。仿真结果表明,矩形磁铁磁力和刚度计算模型准确,三磁体型准零刚度隔振器在不影响载荷性能的前提下具有优越的低频隔振性能。     

参数扰动广义混沌同步化线谱控制技术研究

舰船辐射水声线谱是被动声纳进行目标参数估计和类型识别的主要依据,传统的隔振系统无法改变系统线谱特征,对舰船的隐身性能构成了严重危害。根据线谱混沌化原理和舰船隔振系统的特点,提出了参数扰动广义混沌同步化线谱控制方法,能够使系统在小能量条件下转变为混沌运动状态,达到削弱线谱强度和改变频谱结构的目的,数值仿真验证了该方法的有效性。     

非线性混沌振动响应的试验分析

对非线性隔振系统而言,当其参数处于特定区域时,系统可能处于混沌状态,从而在线谱激励下可以产生具有宽谱特征的混沌响应,以达到消减潜艇辐射噪声线谱成分的目的。设计了分段隔振系统并开展试验研究,利用改进小波去噪算法和空间栅格特征提取方法对实测信号进行滤波和识别处理。试验中观察到了系统复杂的动力学行为,为混沌的工程应用提供了有益参考。     

三磁体型隔振器的性能分析和实验研究

针对潜艇机械设备的低频隔振难题,提出了一种三磁体型隔振器。通过等效磁荷法建立了矩形磁铁的磁力和刚度解析模型,并对矩形磁铁的结构参数进行了优化设计;利用矩形永磁铁提出了一种三磁体型隔振器,通过曲线拟合得到了刚度的近似表达式,建立了隔振系统的动力学方程,利用谐波平衡法得到了主共振响应的一次近似解析解,探究了激励幅值和阻尼比对系统力传递率的影响;搭建了三磁体型隔振器试验台,对三磁体型隔振器进行了激振实验分析,测定了不同工况下的力传递率,并与相应线性系统进行对比。结果表明,三磁体型隔振器具有高静低动的刚度特性,有效降低了共振区域的共振峰值,为提高潜艇机械设备振动的低频隔离效果提供了一种新的思路。