干摩擦对碰撞振动系统周期运动的影响分析

建立了含干摩擦对称间隙的两自由度碰撞振动系统的非线性动力学模型, 利用半解析、数值摸拟方法求解和分析了系统运动中存在复杂的粘滑碰撞动力学行为。为了精确地捕捉粘滑碰撞的分界点, 给出了判定系统粘滑碰撞的方法及粘滑碰撞过程中的衔接准则。并进一步分析了系统对称的周期运动、拟周期运动、粘滑碰撞运动和混沌行为以及干摩擦对系统所呈现出的动力学行为的影响。     

含干摩擦的二自由度制动系统颤振分析

以二自由度颤振系统为对象,对含有干摩擦的制动系统的颤振分岔、粘滑等复杂的非线性动力学行为进行研究。采用非线性摩擦系数、用二自由度的制动模型取代单自由度模型,建立相应的系统动力学模型;利用Runge-Kutta-Fehlberg(RK45)法数值分析与研究了系统动力学特性,得到随制动速度、支撑刚度和阻尼变化的质量块颤振振幅的变化曲线,分析发现:系统在低速下出现颤振现象,系统的支撑刚度和阻尼对其颤振的剧烈程度具有一定的影响,合理的系统参数能够减轻系统的颤振。     

一类平带驱动系统非线性振动的幅频特性

采用解析和数值方法得到了一类平带驱动系统非线性振动的幅频特性.考虑由主动轮、从动轮、张紧轮和张紧臂构成的平带驱动系统基本力学模型,建立了系统的振动方程.推广平均法的基本思想到多自由度系统,导出了平均化方程,进而可得到了系统响应的幅频特性.针对具体算例,通过用数值方法直接积分系统振动方程,得到了系统的幅频特性.解析结果与数值结果定性一致,但也存在定量方面的误差.     

一类含干摩擦弹性碰撞系统的动力学特性分析

建立一类含间隙和干摩擦单自由度弹性碰撞振动系统的动力学模型,分析推导系统运动过程,定义两类Poincaré映射,利用数值仿真方法,研究激振频率、摩擦系数及阻尼系数对系统动力学特性的影响.结果表明:在低频区域内,系统以颤碰运动为主,当摩擦系数增大时,其粘滞运动的范围有所增大;随着阻尼系数的增加,系统的混沌运动区域明显减少...     

一类冲击钻进机械系统的动力学特性

建立了一类冲击钻进机械系统的动力学模型,分析了系统周期冲击运动的类型,给出了判定系统发生钻进运动的条件,并采用数值计算的方法分析了系统的动力学行为和系统参数对系统钻进效果的影响。结果表明：擦边分岔处是系统两种截然不同运动的“分界线”,“擦边”运动导致 运动转迁为 运动或形成复杂的长周期运动或混沌;当激振频率 在 周期运动的冲击速度峰值附近时,系统具有最大冲击速度和最佳钻进量     

一类非线性相对转动系统的动力学行为及其机理分析

研究了一类具有非线性刚度的相对转动系统的动力学行为。应用Routh-Hurwitz稳定性理论判断了相对转动系统平衡点的稳定性。应用分岔理论研究了平衡点失稳时的分岔行为,推导了平衡点产生fold分岔的条件,进而通过仿真得到了平衡点在双参数平面上的分岔集及单参数分岔曲线,研究了不同参数区域内平衡点的个数以及稳定性问题。应用分岔图研究了相对转动系统随平方非线性刚度系数及激励角频率变化的全局动力学行为,获得了周期三以及混沌等动力学行为。通过调整平方非线性刚度系数得到了慢变外激励下相对转动系统中的对称式和不对称式fold/fold簇发行为。     

主轴-滚动轴承系统三种分岔形式

摘 要：为了深入探讨主轴-滚动轴承这种具有接触非光滑因素的系统的失稳机理和分岔的产生机制,本文建立了一个基于Hertz接触力模型的6自由度系统动力学微分方程,对主轴系统从稳定到失稳的机制和途径进行了研究,探讨在非平衡力作用下,具有负游隙的机床主轴-滚动轴承系统的非线性动态特性。研究结果表明,如果轴承的内圈以很低的速度和滚子相接触,随控制参数频数比的变化,会产生擦边分岔。擦边分岔将导致系统响应从倍周期运动转迁为周期运动,从周期运动转迁为拟周期运动,从拟周期运动转迁到混沌。此外,倍周期分岔及环面倍化分岔也是使得主轴系统运动演化为混沌的重要形式。以上研究结果加深了我们对主轴-滚动轴承系统中混沌演化形式的理解,并丰富了机床主轴非线性动态理论的研究和应用。     

W-Mo-Ti-Mg体系阻抗梯度飞片无冲击驱动过程数值分析

对于W-Mo-Ti-Mg复合体系材料,给出了一种按指数规律变化的阻抗梯度飞片厚度计算公式,飞片厚度从高阻抗到低阻抗遵循逐渐递减规律。针对20层准连续性阻抗梯度飞片,在两种不同的阻抗分布情况下,给出了针对1.0mm铜样品准等熵加载过程的计算结果,同时通过在飞片末端增加几层更低阻抗材料,实现了对铜样品的无冲击驱动。     

多约束碰撞振动系统的粘滞运动分析

建立了一类多约束两自由度碰撞振动系统力学模型,根据同一时刻粘滞振子的个数,将所研究的模型划分为四种运动系统,并分析了各个系统的运动。在一定的参数下,由于粘滞振子的个数及其进出粘滞状态的先后顺序不同,系统会出现不同类型的周期粘滞运动,对各个运动系统之间的切换及切换条件进行了分析。当系统中所有的振子同时处于粘滞状态,系统会出现暂时的"静止"。通过对碰撞面上振子的受力分析,我们发现当约束分别布置在振子的两侧时,两振子同时粘滞的受力条件不满足,因此不会出现同时粘滞,并给出了证明;当约束位于振子的同一侧时,通过对系统参数的调节,系统会出现暂时"静止"。最后给出了所研究模型的算例验证,并对数值模拟结果进行了分析。     

无理式系统的主共振分岔分析

研究了一类无理式系统的主共振分岔。该系统为一连杆系统模型,其动力学行为取决于光滑参数 ,当 时,其为正刚度系统;当 时,其为负刚度系统;当 时,其为线性系统。当 逐渐增加时,系统从弱非线性系统变成强非线性系统。研究结果表明,无理式系统的性质和多项式系统的性质是不同的。最后采用奇异性理论分析了共振解的演化过程     

齿轮传动系统的非线性冲击动力学行为分析

主要研究在考虑时变刚度和摩擦时,轮齿间隙及载荷参数对齿轮系统冲击动力学响应的影响,首次研究了齿轮传动非线性动力学的脱啮冲击、周期解的形成过程及对应的非光滑系统冲击中出现的切分岔行为。含时变参数系统的解析求解非常困难,本文根据间隙函数,将相平面划分为三个区域并构建了与之相对应的Poincare映射,结合谐波平衡法及序列二次规划方法求得了区域 和 内的解,利用数值仿真的方法分析了载荷参数、初始条件等因素对齿轮冲击响应的影响,本文研究表明： 1)随着常量载荷 的增大,脱齿运行的时间减小,且啮合冲击的速度也逐渐减小,齿轮的运动也相对平稳,同时出现切分岔的初始速度的绝对值迅速增大;2) 随着载荷波动分量 的增大,脱齿运行的时间减小,但是啮合冲击的速度也相应的有所增大,轮齿间冲击的冲击比较剧烈&;#61472;。     

两自由度干摩擦振动系统的粘滑运动分析

干摩擦结构广泛存在于机械系统中,由此引起的振动行为属于典型的非光滑动力学研究范畴。通过将含干摩擦非线性振动系统看作一分段线性系统,提出了求解各粘滑状态阶段解析解的方法,并以两自由度干摩擦振动系统的力学模型为例进行了数值模拟,进而分析了由干摩擦导致的粘滑振动行为。     

转子—密封系统非线性动力学特性分析

在超临界汽轮机和超超临界汽轮机中,气流激振力对系统影响显著。因此,本文研究了气流激振力对转子－密封系统动力学特性的影响,采用Muszynska密封模型建立转子－密封系统非线性动力学方程,利用Floquet理论研究系统周期解稳定性,根据系统的周期响应、频谱图、Poincaré映射图、分岔图,分析了系统在特定转速及特定转子系统参数下的非线性动力学特性。     

非线性转子-轴承系统的动力学降维分析与试验研究

应用有限元法建立转子-轴承试验系统的非线性动力学模型,采用固定界面模态综合降维法将原高维系统转换为低维少自由度系统,采用Newmark-β法对降维后模型进行求解,在和全自由度模型对比满意的前提下,得出转子系统的三维谱图、分岔图、三维振幅图、轴心轨迹图以及Poincare截面图,并和试验结果进行对比,结果表明本文所建立的动力学模型,较为真实地反映了试验系统的非线性特性,为计算复杂转子-轴承系统的深层次动态设计提供理论依据。     

复杂转子-轴承-汽封耦合系统的非线性振动分析

基于非线性动力学和转子动力学理论,综合考虑Muszynska非线性汽封力、非线性油膜力和转子不平衡量的耦合作用,建立了双叶轮-轴承交错布置的复杂转子-轴承-汽封系统动力学模型。采用有限元法（FEM）推导系统运动微分方程,编程计算了系统转速、圆盘偏心量、汽封长度和汽封间隙等参数对系统动力特性的影响,并利用分岔图、频谱图、相轨迹和Poincare映射图表征了系统的运动性态。研究表明：耦合系统具有高度非线性,随着参数的变化系统呈现出周期运动、倍周期运动、准周期运动和混沌运动等复杂动力学行为。通过减小圆盘偏心,增加系统汽封长度,选取合适的汽封间隙有利于提高转子-轴承-汽封系统的稳定性,改善系统的运动特性。     

基于迟滞回线模型的非线性金属橡胶传递率分析

通过理论和试验对某金属橡胶非线性隔振器的传递特性进行了研究。基于含干摩擦阻尼的非线性迟滞力学模型,采用平均法求出系统的频率响应函数,从理论角度探究不同运动状态下的传递率及实现无谐振的条件;根据频率响应函数确定解锁频率与实现无谐振的临界干摩擦力;利用动态加载试验识别隔振器的力学参数,通过振动实验验证了理论结果。所得结论对金属橡胶隔振器的设计和应用具有重要的指导意义。     

波轮式全自动洗衣机的摆动问题的分岔分析

为深入研究波轮式全自动洗衣机的摆动问题,讨论了其悬挂系统的受力情况并详细分析其切向阻尼力的构成形式;采用旋转坐标变换的方法将文献[5]中振动模型转为自治形式,分析自治系统的平衡点及其求解方法;采用数值分岔软件AUTO[6]完成了自治系统的分岔分析,指出脱水过程中的Hopf分岔现象,解释了摆动现象起源于自治系统解的不稳定性,进而讨论了Hopf点与脱水转速、脱水负载、悬挂系统轴向阻尼和悬挂弹簧刚度间的关系,并分析脱水过程中的稳定区与不稳定区;最后采用数值仿真的方法验证了分岔结论的正确性。     

含摩擦与间隙的失谐叶盘系统振动局部化研究

 针对叶片榫头与轮盘榫槽连接处间隙及摩擦,基于叶盘结构典型集中参数模型,建立含干摩擦、间隙的非线性动力学方程,研究失谐叶盘系统振动局部化。在叶身刚度随机失谐下分析叶盘系统对不同耦合刚度的固有特性及共振响应。结果表明,非线性谐调叶盘系统亦出现振动局部化现象。利用振幅放大系数对线性、非线性失谐叶盘系统振动响应局部化研究,振幅放大系数呈失谐阈值现象,且非线性干摩擦、间隙作用会降低失谐系统振动响应局部化程度。而谐调叶盘系统非线性振动,随气流激励力频率变化,系统呈非简谐单周期运动、多周期谐波运动、混沌运动等多种动力学行为。失谐因素存在会使非线性失谐叶盘系统动力学行为更复杂。