两端弹性支承裂纹管道的非线性动力学特性

研究两端弹性支承输流管道含圆周方向裂纹时的非线性动力学特性。首先,推导出裂纹管道的模态函数与局部柔度系数,然后运用Galerkin离散技术将管道运动方程在模态空间中展开,采用非线性动力学仿真方法得到管道系统响应随各参数变化的分岔图和最大Lyapunov指数图。数值结果表明,这种两端弹性支承的特殊边界裂纹管道在参数激励、自激励和外激励联合作用下,表现出丰富的非线性动力学特性,分别出现周期运动、概周期运动、阵发性混沌和混沌等多种响应形式。     

小初始挠度两端固支屈曲梁的非线性动力学分析

两端固支屈曲梁是同时包含二、三次非线性项的系统。该研究在小初始挠度屈曲下,受基础激励力变化时系统的非线性动力学特性。利用Galerkin方法对屈曲梁的振动方程进行离散,采用变外激励力增量谐波平衡(IHB)法追踪屈曲梁的动力响应,并用Floquent理论对系统的周期解进行稳定性和分岔分析。研究发现,在小初始挠度屈曲下,梁的反对称模态并未被激发;而随着外激励力的变化,系统会发生倍周期分岔和鞍结分岔,导致解的突变。应用IHB法得到的计算结果与应用四阶Runge-Kutta法得到的数值结果吻合。     

涡轮流量计在正弦脉动气体流下的测量误差

对正弦脉动气体流中涡轮流量计的测量误差进行了理论和实验研究。利用涡轮流量计在气体流中的数学模型,求出了在正弦脉动流作用下的涡轮流量计测量误差与脉动参数之间的理论关系式,并针对脉动流计算了涡轮流量计测量误差。设计了相应的实验装置,实验结果与理论计算值较为吻合。     

非线性刚度不平衡转子动力学行为研究

本文以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素，建立了具有非线性刚度轴的转子系统的动力学模型，利用数值积分和Poincare映射方法，对转子系统由于质量不平衡故障导致的非线性动力学行为进行了研究，发现此类非线性振动系统具有倍周期分岔、阵发性分岔、倍周期倒分岔、拟周期和混沌等复杂的动力学行为，为此类系统的安全运行和有效识别转子故障提供了理论参考。     

不平衡转子-轴承系统非线性行为研究

利用一种新的精确非线性油膜力模型 ,借助数值积分法和Poincare映射研究了刚性Jeffcott转子 -轴承系统的非线性动力学行为随一些参数的变化规律 ,得到了分岔图和Poincare映射图。计算结果表明 ,系统中存在着倍周期分岔、概周期及混沌运动等复杂的动力学行为 ,在此基础上分析了系统的某些参数对该系统非线性动力学行为的影响。     

分析一般支承输流管道的非线性动力学特性

研究两端受到线性弹簧支承和扭转弹簧约束的一般支承输流管道在自激-参数激励-外激励联合作用下的非线性动力学特性,揭示其通向混沌的途径.根据梁模型横向弯曲振动模态函数,由两端一般支承梁的边界条件得到其模态函数的一般表达式,采用Galerkin法将运动方程在模态空间内展开,利用非线性动力学分析方法,研究系统在平均流速和平均压强变化时非线性动力学响应.数值仿真结果表明,在一定的弹性系数下,随着平均流速和平均压强的增加,系统响应的概周期环面逐渐扩大直至破裂,系统响应出现阵发性混沌和混沌运动,表明概周期环面破裂和阵发性是系统进入混沌运动的两种途径.     

滑动轴承-裂纹转子系统非线性动力学特性分析

在裂纹转子非线性动力学特性分析中考虑了非线性油膜力的影响,在此基础上建立了单盘Jeffcott裂纹转子的非线性动力学模型,裂纹模型采用非线性涡动模型,菲线性油膜力通过数据库方法获得.利用数值计算方法分析了裂纹转子系统随转速w/w0、相对刚度减小量△kε等参数变化的动力学特性和动力学行为.结果表明在非线性油膜力的作用下,△kε较小时,响应中出现不可公约的谐波分量导致系统在亚临界转速区出现概周期运动,△kε较大时,系统产生丰富的非线性动力学行为;在不同转速下,系统出现多种形式的周期运动、分岔、概周期运动和混沌运动.     

双参变量下齿轮-转子系统扭转振动特性分析

建立考虑齿侧间隙、啮合刚度和传递误差波动的直齿圆柱齿轮-转子系统模型,分析齿轮副的扭转振动。根据齿轮的基本参数,计算了齿轮副的时变啮合刚度、啮合阻尼等动力学参数。通过计算系统的分岔图、频谱瀑布图、最大Lyapunov指数谱和扭转位移-时间映像,得到了系统在不同参数条件下的周期性与非周期性、频谱特性和时域特性的变化规律,分析概周期运动下齿轮副出现的连续频谱特性和渐变失稳的时域特征。通过计算双参数平面上动力学分布图,得到了系统在双参数变化时的周期和非周期运动的分布规律和分岔特点。     

转子-滚动轴承系统非线性动力学分析

为揭示转子系统复杂的非线性动力学特性,建立基于滚动轴承接触非线性和间隙非线性的转子系统动力学微分方程.采用数值方法得到转子系统在不同转速和径向游隙下的相图、庞加莱图、频谱图和分岔图等.研究发现径向游隙和转速是影响转子系统非线动力学性特性的重要因素,随着转速和径向游隙的不同,系统中可能产生分频和阵发性分岔现象.     

塑料动态注射成型机螺杆轴向脉动特性分析

采用液压激振力为驱动动力的运动机构方法，实现注射螺杆的轴向脉动，使熔融塑化、注射、保压过程均在周期性振动状态下进行。分析了此种振动装置在注射阶段脉动螺杆的动态响应以及振幅和频率的特性。通过研究表明，脉动注射时螺杆的振幅比振源的振幅有一定程度的减小，振动的平衡位置也发生了变化，但振动的频率不变。研究注射螺杆轴向脉动特性，对于设计脉动压力诱导注射成型机有一定的指导意义。     

泥石流冲击荷载下拦挡坝的动力响应分析

选取典型的泥石流冲击荷载,把钢筋混凝土拦挡坝简化成悬臂梁,建立其动力偏微分方程,运用数学物理方程中的变量分离法和结构动力学中的振型叠加法求得动力偏微分方程的解析解,最后根据材料力学得到相应的应力以及应变。算例分析表明解析解是可靠的,且在拦挡坝的坝顶处有最大的位移,为实际工程力学计算提供一种思路。      

尾翼式弹道修正弹Hopf分岔特性分析

为分析尾翼式二维弹道修正弹锥形运动失稳原因,提高其修正精度,建立了该弹丸有控飞行阶段四维非线性角运动方程。利用Matcont软件确定系统分岔点后,运用中心流形定理对系统进行降维,并对降维后系统的Hopf分岔点类型进行判别,最后数值仿真验证了理论分析方法的正确性。在此分析方法基础上针对修正机构参数对角运动稳定性影响进行分析。结果表明,为保证弹箭飞行稳定性并使其具有良好气动布局,应将修正机构靠近质心位置安装。     

Timoshenko梁功率流主动控制研究

为了研究扰动影响下梁式结构的动力学响应与主动控制,首先基于Timoshenko梁理论,采用行波方法建立了悬臂梁结构的动力学模型并获得了其在扰动下的精确动力学响应,进一步得到结构中传播的功率流,并以此为目标函数,优化得到了最优控制力的大小与相位,然后对结构施加最优控制力,实现了Timoshenko梁结构的功率流主动控制。对Timoshenko梁结构动力学响应与功率流主动控制方法进行了数值计算,并与Euler-Bernoulli梁理论计算结果进行了对比分析。结果表明：采用行波方法计算梁结构的动力学响应准确可靠;Timoshenko梁模型较Euler-Bernoulli梁模型在中、高频段更为精确,且更接近工程实际;通过数值计算与分析验证了基于行波方法功率流主动控制的正确性与有效性,并且功率流主动控制可以明显降低梁式结构全频域内的抖动。     

基于DCAE-CNN的自动倾斜器滚动轴承故障诊断

针对直升机自动倾斜器滚动轴承工况复杂、噪声干扰大,造成故障诊断效果不佳的问题,提出一种基于深度卷积自编码器(Deep Convolutional AutoEncoder,DCAE)和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的轴承故障诊断方法。该方法首先采用小波变换方法构造不同状态下振动信号的时频图,然后使用DCAE对时频图进行图像去噪,最后利用CNN对去噪后的时频图进行故障分类。利用课题组和美国凯斯西储大学的滚动轴承故障数据开展诊断实验,并与CNN、堆叠降噪自编码器(Stacked Denoise AutoEncoder,SDAE)两种深度学习方法进行对比,结果表明,该方法在高噪声环境下具有更高的故障识别率。     

具连续分布滞量的二阶半线性阻尼微分方程的振动准则

本文研究了一类具连续分布滞量的二阶半线性阻尼微分方程的振动性. 通过利用函数不等式技巧、广义Riccati变换和 函数等方法,给出了此类方程所有解振动新的振动准则,所得结果推广和改进了文献的结果。     

多级冲压泵固液两相流冲蚀特性

基于离散相模型和标准k-ε湍流模型,对多级冲压泵首级和次级流场进行数值模拟。计算不同固相颗粒质量浓度时的外特性和过流部件冲蚀特性,分析颗粒体积分数分布、流场速度和颗粒运动轨迹,研究其对冲蚀特性的影响。结果表明:随着颗粒浓度的上升,冲压泵的单级扬程和效率线性衰减,当颗粒质量浓度为90 kg/m³时,单级扬程下降6.89%,效率下降6.95%;叶轮和导叶的冲蚀率与颗粒质量浓度指数正相关,叶片与后盖板的连接处、导叶叶片转弯部分的磨损率最高;较高的颗粒浓度与冲击速度、更为频繁的颗粒冲击是造成上述区域较高的冲蚀率的主要原因。     

间隙约束悬臂梁系统的动力学行为实验研究

在实验中，以受间隙约束的悬臂梁系统为模型，对该系统在简谐激励下存在的各种非线性动态响应状态进行了定性的研究，并利用Matlab软件对实验数据进行处理，绘制出相图。通过分析，得出不同的响应状态随系统参数变化的演变规律，为理论研究提供实验依据，从而促进非线性振动理论的发展。     

变压器油箱振动功率流研究

油箱是变压器在线监测系统的主要监测目标,通过建立变压器油箱的有限元模型,研究了变压器油箱通过铁心传递的振动功率流,从而得到油箱能量传递途径和分布状况,为非电量法变压器在线监测系统的测点问题提供理论与实验依据.     

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。     

PPP高速公路项目合作双方投资比例与特许经营期决策

为了确定PPP高速公路公私合作双方的合理投资比例以及私营投资者的特许经营期,通过比较PPP高速公路项目交通量饱和期和特许经营期两个时点大小,构建了两组公私合作双方投资比例与特许经营期的决策模型。运用此决策模型获得了合作双方的最佳投资比例与特许经营期,实现了政府部门的社会效益最大化和私人投资者的个人收益最大化。并引入算例对构建的决策模型进行了实际应用,充分验证了模型的有效性。