在非线性主系统上应用非线性动力吸振器

为了克服在线性主系统上应用非线性动力吸振器时的某些缺点,作者在主系统的弹簧上增加了非线性性质,从而得到了一个主、副系统都具有非线性弹簧的二自由度系统模型。我们绘制了主系统的幅频响应曲线。该曲线充分说明了在非线性主系统上应用非线性动力吸振器的优点。文中所提供的计算方法是此类吸振器的设计者的有力工具。文中提供的有关吸振器诸参数变化时幅频响应曲线如何变化的规律,对设计者是很有指导意义的。     

气轨上耦合振子的受迫振动

本文叙述了在气轨上两耦合振子的受迫振动实验。该实验物理现象直观、清晰，便于测量，实验结果与理论上吻合。该设计合理，优化，简单易行，仅在原有的气垫导轨基础上增加一驱动器即可实现，效果良好。     

双振子动力吸振器设计与仿真分析

针对传统振子吸振器单频吸振的局限性,以及为减小薄板结构的振动响应,基于单振子模型建立双振子多频动力吸振器。先介绍了双振子动力吸振器的模型,采用弹簧-质量单元构成吸振系统对振动能量进行吸收;再介绍模型参数的确定方法;最后,利用有限元软件对双振子模型的吸振效果进行仿真分析。仿真分析结果表明:所设计的双振子吸振器具有较好的吸振作用,且具有结构简单、安装方便的优点。     

弹簧振子非线性振动分析及应用

利用积分法分析了弹簧振子非线性振动的周期、频率、振幅等力学特征值,在稳态的情况下计算了对称非线性振动的杜芳方程的频率特性,并通过逐步积分法分析了框架结构在冲击载荷作用下的弹塑性振动。数值算例说明了弹簧振子模型对求解非线性振动的实效性。     

非线性参数激励振子混沌运动的实验研究

对一端固定一端滑动受轴向简谐载荷的屈曲梁的混沌运动进行了实验。研究了其九共振和主参数共振两种情况。实验发现混沌运动的形式随着激励频率，激励幅值和阻尼的变化而变化。给出了混沌响应的时间历程，响应谱和Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射。     

动力吸振器在车辆振动控制中的应用

在探讨动力吸振器设计方法的基础上,设计了一阻尼式动力吸振器ＤＶＡ（ＤｙｎａｍｉｃＶｉｂｒａｔｉｏｎＡｂｓｏｒｂｅｒ）,并将其应用于某轻型客车的动力传动系统中。试验证明,该动力吸振器能有效地控制该车动力总成的弯曲振动。     

飞机壁板附加动力吸振器后的振动与声辐射

本文运用模态分析方法系统分析了飞机壁板附加动力吸振器前后的结构振动特性，推导出了动力吸振器减振降噪量公式，并对动力吸振器各能数以及安装位置对其减振降噪效果的影响进行了分析和讨论。在此基础上设计了适合于飞机壁板安装的动力吸振器，并进行了实验室实验和飞机了飞行试验。结果表明，动力吸振器用于抑制飞机壁板的振动与声辐射具有良好的前景。     

非线性动力吸振器的基本理论

本文从带有杜芬渐硬弹簧的非线性动力吸振器的运动微分方程式出发,求其近似解.并用所编程序在计算机上求得不同频率时的主系统振幅,并绘制了幅频响应曲线.幅频响应曲线全面地揭示了此类非线性动力吸振器的力学性能.固定系统的某些参数的数值而逐步变动其余参数的数值,这样所得的幅频响应曲线将揭示出该参数的变化影响幅频响应的规律.文中论证了反共振点的存在和唯一存在性.     

耦合离散BVP振子的混沌现象

应用动力系统的局部分支理论和混沌定理,研究耦合离散BVP系统当参数发生变化时产生的分支和Marotto混沌现象.利用不动点理论、分支理论和Marotto混沌定理,分析系统不动点的存在性,以及存在的音叉分支和鞍结分支,证明该系统Marotto混沌的存在性,并给出系统发生Marotto混沌所需条件.利用数值模拟得到该系统的分支图、最大Lyapunov指数图和相图,进一步展示该模型的复杂动态特性,验证耦合离散BVP系统存在音叉分支、鞍结分支和Marotto混沌.     

Dynamics Analysis of Nonlinear Energy Sink for Metal-Rubber Vibration Absorber

基于非线性能量阱的金属橡胶减振元件动力学分析

孔宪仁,熊怀,刘源,杨震国

（哈尔滨工业大学 卫星技术研究所,哈尔滨 50080）

创新点说明：

随着正弦激励作用下的非线性能量阱研究的不断深入,使得金属橡胶元件深入研究成为可能。为航天器仪器安装板提供减振方案,本文用复变量平均法分析了简化金属橡胶减振元件的非线性能量阱系统的定向能量传递问题。理论分析表明,系统存在一种是非线性模态引起的准周期响应,能够实现振动抑制;并用相轨迹的方法讨论了这种振动抑制效率。这些结论通过数值仿真都得到了验证。

研究目的：

用非线性能量阱理论分析金属橡胶减振元件动力学特性,为金属橡胶元件参数设计提供途径。

研究方法：

复变量平均法;分段时程法;相轨迹法。

结果：

1） 在正弦激励下的非线性系统（耦合金属橡胶减振元件）存在两种本质差异的振动响应,一种响应具有振动抑制效果,另一种则没有;

2） 两种振动响应出现与非线性刚度、正弦激励幅值大小有关;关系如正文中式（15）;

结论：

1）金属橡胶元件在受到正弦激励作用时,系统能量会出现局部积聚的现象,及非线性能量定向传递;

2） 金属橡胶元件系统会出现两种特殊响应,通过合理的设计参数可以实现特定响应的发生,从而提升金属橡胶减振元件的减振性能。

关键词：非线性能量阱,定向能量传递,金属橡胶减振元件,复变量平均法

     

不同边界条件下频率空间排列对耦合振子振荡死亡的影响

研究不同边界(周期边界、无流边界、固定边界)条件下,耦合振子的频率空间分布对耦合系统振荡死亡所需耦合强度的影响.结果表明,频率空间排列对耦合系统实现振荡死亡所需的临界耦合强度均有显著影响.所有可能的频率空间排列样本中,实现振幅死亡所需的两个临界耦合强度分别服从幂律分布和双对数正态分布.而最易(难)实现振荡死亡所对应的频率空间分布结构与边界条件有很大的关联.通过分析频率分布的特征,定性分析了临界耦合强度所服从双对数正态分布产生的原因.     

考虑车桥耦合非线性振动的冲击效应

应用哈密尔顿能量原理和欧拉—贝努利梁假设,考虑梁的几何非线性影响,推导出简支梁在四分之一车辆模型下的车桥耦合非线性振动方程.采用伽辽金法和龙格—库塔法求解方程,研究了计入几何非线性因素后车速、桥梁参数对简支梁桥冲击系数的影响,其结果为改进我国公路桥涵设计规范中冲击系数的计算提供了参考.     

结构能量分析非线性地震反应的理论研究

采用能量分析方法，对抗震结构地震总输入及分配进行了理论研究，从地震动三要素，结构自身动力特性两方面探讨了抗震结构总输入能量及其影响因素．最后，通过能量的抗震设计准则检验了结构各层在大震下的安全性．计算结果表明，采用考虑和不考虑负刚度退化三线型恢复力模型，对结构破坏指数D影响较大．在结构分析中，若不考虑负刚度的影响，可能会掩盖结构的倒塌危险．     

A three-dimensional coupled numerical model of nonlinear waves in a harbor

A 3-D time-domain numerical coupled model for nonlinear waves acting on a ship in a harbor has been developed in the present study. The whole domain is divided into the inner domain and the outer domain. The inner domain is the area around the ship, where the flow is expressed by the Laplace equation and numerically solved by the finite element method. The other area is the outer domain, where the flow is described by the higher-order Boussinesq equations and numerically solved by the finite difference method. The matching conditions on the interfaces between the inner domain and the outer domain, the procedure of coupled solution, the length of common domain and the mesh generation in the inner domain are discussed in detail. The other coupled model with the flow in the inner domain governed by the simplified linear Euler equations and relevant physical experiment are adopted to validate the present coupled model, and it is shown that the numerical results of the present model agree with the experimental data, so the present model can be used for the study on the effect of nonlinear waves acting on a fixed ship in a large area and provide a reference for the time-domain simulation of nonlinear wave forces on an arbitrary object in a large harbor and the 3-D district computation in the future. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 59979002, 50809008), the Hong Kong Research Grants Council (Grant No. HKU 7171/06E), the China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 20060400972), the Project of the Educational Department of Liaoning Province (Grant No. 2005058) and the Dalian Science and Technology Foundation (Grant No. 2007J23JH027)     

圆管层流入口段耦合换热的数值模拟研究

采用控制容积法与蒙特卡罗法对圆管层流入口段参与性介质的辐射一对流耦合换热进行了数值模拟研究．在对流一扩散项的离散中,分别采用了一阶差分的指数格式与二阶差分的QUICK格式．通过模拟计算,比较分析了两种差分格式的结果差别,考察了入口段耦合换热的温度场、径向导热热流场以及对流换热壁面热流与努谢尔数的分布特征．研究表明,入口段速度边界层发展对势流区的排挤效应对耦合换热有明显影响,采用QUICK格式能够模拟这一现象,而一阶差分格式不能,后者过高地估计了对流换热强度;辐射换热在抑制对流换热作用的同时,使两种差分格式的模拟结果呈现偏差的区域由入口附近向出口方向扩展．     

能量传递系统强化的热力学判据

审视了传热和传质强化以及能量传递过程系统优化设计方法,指出了强化能量传递过程推动力与降低能量耗散的矛盾。基于场协同原理和火用传递过程动力学理论,导出了火用传递速率与能量损耗(火用损)及其与能量传递过程推动力的热力学关系,表明了强化能量传递过程推动力与降低能量耗散矛盾的统一性。进一步给出优化设计能量传递系统的热力学判据。依此分析了热传导和对流传热单元过程的优化设计方法。结果表明,可以通过协调不同驱动力之间的关系及其驱动力的大小,实现强化能量传递和降低能耗之间的权衡。该热力学判据具有普适性,场协同原理和最小熵产原理为该判据特例。     

一维多孔介质热湿耦合传递问题的解析解

为准确确定建筑物的能耗,保证建筑物的使用功能,需对土壤和围护结构中的热湿迁移现象进行研究.本文基于Luikov热湿耦合传递方程,提出了一种计算一维多孔介质瞬态热湿传递的理论分析方法.通过引入无量纲温度、湿度对Luikov方程进行拉普拉斯变换,采用传递函数方法(TFM)得到了一维瞬态热湿传递方程的解析解,该解析解揭示了多...     

一侧带涂层镜反射时三层吸收性介质耦合换热

研究了一侧表面滞涂层镜反射、另一表面及各交界面均半透明镜反射时三层吸收性半透明复合层内的辐射与导热瞬态耦合换热。采用射线踪迹／节点分析法结合谱带模型和Hottel-Sarofim区域法导出辐射传递系数，利用辐射传递系数求解辐射热源项，采用全隐格式离散求解瞬态能量方程。分析显示对于同一复合层，不透明表面面对高温辐射热源和半透明表面面对高温辐射热源将对复合层的温度及热分布产生明显不同的影响。