单点系泊船舶Hopf分岔的试验研究

对单点系泊船舶的Hopf分岔现象进行了试验研究．给出了试验方法和过程；探讨了不同来流速度和系缆长度对于船舶动力学响应的影响．试验表明，船模运动呈现出典型的非线性特征，观察到了吸引子的共存，平衡点稳定性丧失和Hopf分岔现象．利用振动衰减系数计算了Hopf分岔值，与试验结果相比较，具有良好的一致性．得到了试验条件下的Hopf分岔集，指出其对于系泊系统的设计是有指导意义的．     

环形密封对离心泵转子系统稳定性影响的数值研究

环形密封中流体产生的激振力是导致离心泵转子-密封系统失稳的重要因素。文章采用非线性密封Muszynska模型建立了离心泵转子-密封系统动力学模型,利用四阶Runge-Kutta法将二阶微分方程转化成了一阶微分方程,同时将打靶法和Floquet理论相结合,对离心泵转子-环形密封系统不同密封参数情况下的非线性稳定性及其分岔问题进行了研究。结果表明,在转速较低时,系统是稳定的周期涡动,随着转速的提高,系统将产生Hopf分岔进入准周期运动而不再稳定,进一步研究发现系统稳定性与密封参数有着重要关系,适当增大密封压差,减小密封间隙和减小密封长度可以提高离心泵转子-密封系统稳定性,计算结果为离心泵转子-密封系统的设计以及定性控制系统的稳定性提供了理论依据。     

时滞反馈下分数阶Rayleigh系统的稳定性分析EI北大核心CSCD

该研究主要探讨了时滞反馈下分数阶Rayleigh系统的稳定性和Hopf分岔发生的条件。首先,得到具有线性速度反馈的分数阶Rayleigh系统的平衡点渐近稳定的充要条件,发现它不仅与反馈增益有关,还与分数阶阶次有关。其次,以时滞作为分岔参数,对具有线性时滞速度反馈的分数阶Rayleigh系统进行稳定性分析。在一定条件下,计算出时滞的临界值,当时滞参数小于该值时,平衡点是稳定的;当时滞参数大于该值时,平衡点是不稳定的。进而,得到Hopf分岔发生的条件。最后,选取三组系统参数进行数值模拟,验证了所得理论结果的正确性。     

松动碰摩转子轴承系统周期运动稳定性研究

根据松动碰摩耦合故障转子轴承系统的非线性动力学方程，利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶方法，对系统周期运动的稳定性及其失稳规律进行了研究，得到了系统在不平衡量-转速、碰摩间隙-转速等参数域内的分岔集。分析表明：在较大和较小的不平衡量下，系统的周期运动分别以Hopf分岔形式和倍周期分岔形式失稳；耦合故障转子轴承系统表现出与碰摩转子轴承系统相似的分岔失稳规律；随着系统动静件之间的碰摩间隙减小，系统的Hopf分岔集区间变大而且失稳转速降低。该结论可以为转子系统的故障诊断、安全稳定运行及振动控制提供理论依据。     

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Poincaré( 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.     

磁悬浮控制系统的稳定性及Hopf分岔的研究

研究了反馈增益系数对非线性磁悬浮控制系统稳定性的影响,给出了系统保持稳定时设计参数的取值范围。通过引入Hopf分岔的检验函数分析了磁悬浮控制系统动态Hopf分岔的产生条件,从而避免了分析系统稳定性时求解全部特征值的大量计算。以速度反馈增益为参量,运用规范型法和中心流形法,解析地确定出表征磁悬浮系统中Hopf分岔方向、周期解的稳定性及周期变化的特征量,以便通过向分岔的反方向调节反馈增益系数而实现系统的稳定。最后通过数值模拟验证了主要结果的可靠性。     

考虑弹性水击效应时水轮机调节系统的Hopf分岔分析

在考虑水轮机调节系统中弹性水击效应的情况下,建立了系统的非线性模型,在此基础上,运用非线性动力系统的分岔理论分别研究了在频率扰动、负荷扰动或无扰动的情况下,由于PID调节器参数发生变化,在系统中可能发生的Hopf分岔现象,在PID参数空间中给出了分岔临界点、稳定域范围以及状态变量随分岔参数变化的分岔图,并与刚性水击情况进行了比较.由此得出结论,由于调节器参数的变化,在水轮机调节系统中可能导致所不期望的持续非线性振荡,为保证系统能够安全稳定地运行,应将调节器参数设定在其稳定域范围内.仿真验证了理论分析的结果.     

非线性转子—密封系统的稳定性和Hopf分叉

采用Ｍｕｓｚｙｎｓｋａ密封力模型分析单圆盘平衡转子－密封系统的线性化稳定性与系统参数的关系。理论分析表明，平衡点失稳导致系数产生Ｈｏｐｆ分叉，利用Ｐｏｏｒｅ的代数判据确定了转子Ｈｏｐｆ分叉解的分叉方向和周期轨道的稳定性，数值模拟验证了理论分析结果。     

轮胎多边形磨损的发生机理及其影响因素分析

考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,采用由能量法确定的胎面单元侧向刚度计算公式,建立了基于胎面侧向振动的轮胎多边形磨损动力学模型,探讨轮胎多边形磨损现象的发生机理,并通过数值仿真分析了车速、轮胎前束角和垂向载荷对轮胎磨损的影响。结果表明：轮胎多边形磨损为胎面均匀磨损和扰动磨损叠加引起的周向不均匀磨损,是一种典型的非线性自激振动现象,其发生与胎面的侧向振动有关;以李雅普诺夫稳定性理论为基础,指出轮胎的自激振动是一种由系统Hopf分岔引起的稳定周期振动现象;高速、较大的前束角和超载是导致轮胎产生多边形磨损的可能原因。     

轨道随机激励对弹性约束轮对随机稳定性与随机分岔的影响

考虑轨道随机不平顺激励与结构自身随机参激建立了弹性约束轮对系统的伊藤随机微分方程组,运用拟不可积Hamilton系统理论和奇异边界性态求解了系统的随机局部稳定性和随机全局稳定性,通过分析稳态概率密度和联合概率密度得到了模型的随机Hopf分岔类型并讨论了分岔的条件。可知,分岔的发生不仅受到系统固有参数的影响同时也受随机因素的影响,即使满足一定的分岔条件分岔也并不一定会发生,系统分岔的发生是以概率特征来体现的,这和只能考虑系统固有参数下的确定性分岔有着明显差别;另外,不同随机强度下轮对系统有着不同的失稳临界速度,这和不能考虑随机因素作用下的确定性轮对系统只有一个确定的失稳临界速度有着本质区别。     

单锚腿系泊系统参数化设计的研究

对单锚腿系泊系统的构成进行了分析,根据系统中零部件的结构尺寸作了约束的定义,并据此对系统中零部件作了约束分析,简化了系统参数化设计的复杂性,使得系统结构的约束分析条理清晰;在约束的定义和分析后,对系统的各零部件进行了关联分析,确定了建模顺序,在SolidWorks平台上开发出单锚腿系泊的参数化设计系统.     

多点复合渐进成形与单点渐进成形的对比分析

为提高金属板材渐进成形的成形质量、成形精度、成形效率和成形极限,了解不同渐进成形工艺对制件成形性能的影响,本文以典型方锥台制件为研究对象,利用有限元软件MSC.Marc对2种渐进成形工艺进行了三维建模,对比分析了单点渐进成形和多点复合渐进成形对制件等效塑性应变、厚度分布和成形精度的影响.数值模拟结果表明:单点渐进成形的等效塑性应变和厚度减薄主要集中在制件相邻侧壁间的拐角处,而多点复合渐进成形的等效塑性应变和厚度减薄均匀地分布在制件成形区;相同成形工艺参数下,相比单点渐进成形,多点复合渐进成形更有利于制件的成形效率、成形质量、成形精度和成形极限的提高,更有利于抑制破裂等失稳现象的产生.2种渐进成形工艺的成形试验表明,数值模拟结果与试验相符.     

干气密封气膜—密封环系统轴向振动动力稳定性分析

摘要：基于非线性振动理论,建立了气膜-密封环系统轴向振动动力学模型,在特例下计算并拟合非线性气膜轴向刚度与阻尼,得到了一个含二次、三次项的非线性受迫振动微分方程。在无外激励情况下,通过求Floquet指数讨论了系统分岔问题,分析了螺旋角对系统稳定性的影响,给出了使干气密封系统稳定的螺旋角的范围, 并求得在特例下螺旋角α=75°13′26″时系统发生hopf分岔。这与先前利用龙格-库塔法研究的结果一致,从而验证了该方法的正确性。改变工况讨论系统分岔问题,得到了系统分岔时的螺旋角数值,结果表明其螺旋角数值基本不变,说明改变工况其分岔点位置不变,其结果为干气密封的动态优化设计提供理论指导。     

地震动方向对海上风力发电机动力响应的影响

叶轮-塔架耦合及气动阻尼作用使得海上风力发电机前后向、侧向动力特性存在差别.针对NREL5MW单桩式海上风力发电机,通过理论分析,探讨海上风力发电机前后向与侧向振型、阻尼特性的差异;然后,针对停机和运行两种工作状态,采用气动-伺服-水动-弹性完全耦合方法,分析输入地震动方向影响海上风力发电机结构动力响应的规律,探讨最不...     

基于GIS的潮流场POM模式计算分析系统

为实现潮流场计算与基于GIS的分析的整体集成,提出了基于GIS的潮流场计算分析系统的总体框架结构,设计了潮流场计算模块、基于GIS的空间分析模块、用户端接口模块与数据库的组织,建立了一个具有基本应用功能的集成系统.选取南海为例进行了潮流计算和基于GIS的结果分析,分析结果验证了该系统的有效性.     

On the convergence analysis,stability, and implementation of meshless local radial point interpolation on a class of three‐dimensional wave equations

In this article, the meshless local radial point interpolation method is applied to analyze three space dimensional wave equations of the form subject to given initial and Dirichlet boundary conditions. The main difficulty of the great number of methods in full 3‐D problems is the large computational costs. In meshless local radial point interpolation method, it does not require any background integration cells, so that all integrations are carried out locally over small quadrature domains of regular shapes such as circles or squares in two dimensions and spheres or cubes in three dimensions. The point interpolation method with the help of radial basis functions is proposed to construct shape functions that have Kronecker delta function property. A weak formulation with the Heaviside step function converts the set of governing equations into local integral equations on local subdomains. A two‐step time discretization method is employed to evaluate the time derivatives. This suggests Crank‐Nicolson technique to be applied on the right hand side of the equation. The convergence analysis and stability of the method are fully discussed. Three illustrative examples are presented, and satisfactory agreements are achieved. It is shown theoretically that the proposed method is unconditionally stable for the second example whereas it is not for the first and third ones. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

船舶运动模拟器ADRC控制系统的设计与仿真

针对并联式船舶运动模拟器具有多变量,强耦合,结构复杂,难以获得精确的数学模型等特点,给出了一种ADRC控制器设计及实现方案.使用参数化设计方法,在Simulink中构建了机械、液压、控制一体化多域仿真模型,分析了控制器的参数整定方法,仿真结果表明了仿真模型和ADRC控制器的有效性.     

工艺参数对AZ31B镁合金单点渐进翻边精度的影响

目的 以AZ31B镁合金板为研究对象,研究初始成形角、工具直径、成形温度及层间距对单点渐进圆孔翻边精度的影响规律。方法 使用有限元软件对2 mm厚的镁合金板材进行数值模拟,通过计算翻边直壁处的平均回弹量,得出不同工艺参数对单点渐进圆孔翻边直壁轮廓的影响规律。通过正交实验分析了交互作用下工艺参数对圆孔翻边直壁处平均回弹量的影响,通过极差分析确定了最优工艺参数组合,并通过实验对所得结果进行了验证。结果 随着初始成形角的增大、工具直径的增大、成形温度的升高及层间距的减小,圆孔翻边制件直壁处的成形精度提高,各因素按影响程度由大到小的顺序依次为:成形温度、初始成形角、工具直径和层间距。成形精度最高的工艺参数组合如下:初始成形角为30°、工具直径为10 mm、成形温度为275 ℃、层间距为0.5 mm。结论 采用仿真模型模拟单点渐进圆孔翻边过程具有较高的准确性,使用优化后的工艺参数得到翻边零件直壁区域的最小厚度以及平均回弹量与仿真结果误差均在3%以内,升高温度可以明显提高单点渐进圆孔翻边的制件精度。     

钌和铼对先进单晶高温合金组织稳定性的协同影响

为研究高代单晶高温合金组织稳定性影响机制,制备含6%(质量分数,下同)Ru和4.5%Ru的两种单晶高温合金D1和D2,经完全热处理后在980℃下长期时效1000 h。观察不同尺度上的显微组织及合金元素分布,并结合热力学计算进行分析。结果表明:两种合金经完全热处理后仍有较高含量的高熔点合金元素偏析于枝晶干中,使枝晶干区域长期时效后均有较多TCP相析出;两种合金中,Ru和Re均为TCP相主要形成元素,Ru含量较高的D1合金中TCP相析出量多于Ru含量较低的D2合金;Ru和Re含量增加会使合金平均d轨道电子能级增大,增加合金TCP相析出倾向,但由于Ru可以降低Re在γ相中偏析程度,因此Ru含量增加又可以减少Re对合金组织稳定性的不良影响;在本研究中,Ru对TCP相析出的促进更为显著,因此,在980℃下长期时效1000 h后D1合金较D2合金析出更多TCP相。