一种新型数字伺服油缸的非线性仿真分析

建立一种用伺服螺旋机构原理设计的小行程数字步进伺服油缸的动态数学模型。基于非线性仿真模块,在MAT-LAB/Simulink环境中,根据活塞下腔长度、工作负荷、螺旋槽断面尺寸和活塞半径四个主要结构及工作参数的变化,获得动态响应曲线,并仿真分析该数字伺服油缸的频率特性。结果表明,该数字伺服油缸在满负载和小行程工况下具有较好的动态特性,可广泛应用于数控调整系统领域。     

液压伺服系统的非线性最优控制

采用非线性系统中的微分几何方法，针对液压伺服系统中的非线性因素，进行精确线性化，并利用LQR理论和SIMULINK对其进行最优控制和仿真。仿真表明这一优化控制方法卓有成效。     

基于ANSYS Workbench的液压油缸压稳特性计算

介绍了液压油缸压稳特性的传统计算方法,利用ANSYS Workbench软件,导入液压油缸活塞杆、油缸总成的三维模型,对活塞杆总成进行线性屈曲计算和非线性屈曲计算,对油缸总成进行线性屈曲计算;比较传统方法和通过ANSYS Workbench计算得到的结果,验证了软件的线性屈曲计算结果。     

基于频响函数识别结构非线性模态参数的方法

提出了一种基于频响函数识别结构非线性模态参数的方法,利用线性的模态分析技术,结合响应幅值线性化理论,通过步进正弦扫频测试激励非线性结构,得到结构在不同激励水平下的频响函数信息,最终识别得到非线性模态参数:包括与位移幅值相关的固有频率、与速度幅值相关的阻尼比。通过单自由度非线性系统与线性系统的对比,验证该方法的可行性。通过提取系统的非线性等效刚度、阻尼函数,与谐波平衡法的结果进行对比,验证该方法识别的准确性。     

非线性弹簧汽车悬架系统的非线性振动机理研究和运动稳定性分析

针对变截面弹簧汽车悬架系统，建立了两自由度系统模型的非线性运动微分方程，采用平均法导出了系统的幅频响应特性，分析了非线性弹簧刚度、阻尼系数、激励振幅和非线性参数变化对车身共振曲线的影响，并对车身的周期振动进行了稳定性分析，得出了稳定性条件。所得结果可为悬架系统的优化设计和最优控制提供理论依据。     

基于流固耦合的长行程液压油缸强度仿真分析

以某型长行程液压油缸作为研究对象,应用流固耦合(FSI)的方法,对缸筒和活塞杆进行强度、刚度计算.在液压油缸设计工况下,首先通过采用有限体积法计算缸筒内部液压油的流场,获得液压油对缸筒筒壁的作用力;再通过有限元法,以缸筒内部流场的计算结果作为边界条件,同时添加工作阻力,对整个液压油缸进行了强度及刚度校核.通过获得缸筒和...     

液压起升机构的非线性动力学研究

通过建立一个较完整的液压起升机构在起升作业时间的非线性多自由度动力学模型,采用自适应步长的四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法,求解系统非线性动力学方程组,并对吊重瞬间离地起升这一典型工况进行动态仿真。另外,着重分析起升机构液压系统和机械系统的动态特性,为液压起升机构的设计提供了理论依据。     

考虑几何非线性的结构形状优化灵敏度分析

基于非线性增量有限元理论,给出了全拉格朗日描述下的空间结构优化设计有限元刚度表达式,导出了考虑几何非线性项的结构形状优化位移灵敏度和应力灵敏度的计算公式,并通过数值算例验证了公式的正确性和有效性,同时表明灵敏度分析中,考虑几何非线性项将显著提高优化设计的效率和精度.     

考虑几何非线性的结构形状优化灵敏度分析

基于非线性增量有限元理论,给出了全拉格朗日描述下的空间结构优化设计有限元刚度表达式,导出了考虑几何非线性项的结构形状优化位移灵敏度和应力灵敏度的计算公式,并通过数值算例验证了公式的正确性和有效性,同时表明灵敏度分析中,考虑几何非线性项将显著提高优化设计的效率和精度。     

五轴数控加工的最大非线性误差影响因素及产生位置研究

针对五轴数控加工特有的非线性误差,通过简化模型,推导出最大非线性误差表达式,并结合MATLAB仿真图像,得到刀具半径、转角变化量等影响因素与非线性误差之间的关系;最后通过仿真特定的程序段,从工程实践的基础上验证了最大非线性误差的产生位置.     

气缸冲击动力学建模与仿真分析

将气缸在行程末端的冲击问题看成一个由细长活塞杆、质量负载、活塞以及端盖组成的振动系统。首先应用弹性体的一维波动方程建立细长活塞杆纵向振动变形的数学模型,用模态叠加方法解析了冲击力、接触位移以及接触时间。然后利用非线性有限元软件LS-DYNA对气缸冲击过程进行数值仿真计算分析,详细研究了当驱动负载质量以及活塞初始冲击速度不同时,活塞冲击接触面接触合力和接触作用时间的变化情况。对比分析了理论解析解与LS-DYNA数值解,验证了解析解的准确性,得出了冲击力分别随速度和负载的变化规律;进一步对冲击振动响应进行了频率分析,并研究了气缸冲击力的变化原因。研究结果为气缸的设计和使用提供了理论和实际参考。     

空心圆管中导波频散特性与检测频率选择

频散是长距离管道导波检测中影响检测频率选择的重要因素。通过分析空心圆管中纵向模态导波的频散特性,探讨导波检测常用模态L(0, 2)和L(0, 1)的频率选择问题。根据导波频散现象,建立缺陷回波分辨距离与激励信号参数间的量化关系,分析检测频率优化选择问题。以导波频散引起的信号分辨距离为依据,计算不同几何尺寸管道中L(0, 2)和L(0, 1)导波非频散段的限制频率。结果表明,限定或最小化缺陷回波分辨距离,可获得最佳的导波激励信号周期及检测频率或频段。随着管道几何尺寸变化,得到L(0, 2)和L(0, 1)导波频散特性变化的几个重要结论。当管道内径壁厚比不小于4时,L(0, 2)导波低限频率与管道直径的乘积约为4.0 MHz•mm,高限频率与壁厚的乘积约为1.06 MHz•mm。对于小口径管中的L(0, 1)导波,其高限频率与直径的乘积约为0.81 MHz•mm。这些简单的函数关系为管道检测时快速确定非频散段频率范围提供参考。     

使用锁相倍频器的数字式音频相位差计

介绍一种实用的使用锁相倍频器的数字式音频相位计,详述了工作原理,给出了电路原理图。     

高频响测力仪固有频率的理论分析与试验

针对现有测力仪固有频率较低而无法准确测量高转速下铣削力的难题,基于附加弹性测力原理设计了高频响测力仪,测力系统的固有频率达到9kHz以上,运用邓克莱法建立了测力仪的简化模型,推导出固有频率的解析式;进行了有限元仿真与模态试验,获得了测力仪固有频率的仿真值、实测值以及振型;最后进行了高转速铣削力验证试验。研究结果表明,该测力仪固有频率的解析值和仿真值略大于实测值,但三者较为接近,测力仪关键结构尺寸与其固有频率密切相关,利用简化模型和有限元法进行高频响测力仪的结构优化设计合理可行,为同类测力仪的结构优化设计提供了参考依据。     

某机载电子设备振动模态与频响分析

首先从模态振型叠加的角度分析了正弦激励下具有比例阻尼的系统输出位移响应,讨论了一般粘滞阻尼时系统用复模态参数表示的频率响应函数。对给定的工程算例,运用MSC.Patran和Nastran软件进行电子设备的模态分析、扫频振动以及随机振动的频响分析和数值仿真。最后基于模态叠加理论分析了系统的冲击响应问题,并计算了简化模型在给定冲击条件下的位移响应。     

关于绘制相频图的研究

介绍了绘制开环系统相频特性曲线的简易方法。通过各典型环节近似线的组合,使一般开环系统对数相频特性曲线可近似用有规律的折线取代,大大简化了传统画法中的叠加过程,提高了相频特性曲线的绘制速度,具有一定的应用价值。     

基于非线性输出频率响应函数的转子不对中-碰摩耦合故障诊断方法研究

基于非线性输出频率响应函数(NOFRF)的独特优势,将非线性输出频率响应函数引入到转子不对中-碰摩耦合故障中,提出了基于非线性输出频率响应函数的转子不对中-碰摩耦合故障诊断方法。利用提出的方法辨识得到了不同对中度及其角度的转子系统的NOFRF值,对比分析了不对中度及其角度对转子系统各阶NOFRF值的影响。仿真结果表明随着不对中度和角度的增加,NOFRF中二次谐波二阶非线性输出频率响应函数和二次谐波四阶非线性输出频率响应函数有着较为明显的增幅;一次谐波三阶非线性输出频率响应函数随不对中角度的增加而减小。因此,可以依据二次谐波二阶非线性输出频率响应函数、二次谐波四阶非线性输出频率响应函数、一次谐波三阶非线性输出频率响应函数值的变化规律识别转子系统的不对中程度。最后通过试验结果验证了仿真结果的正确性,研究成果为具有不对中-碰摩耦合故障的转子系统的故障诊断提供了重要的依据。     

直线压缩机的频率特性研究

建立了直线压缩机的动力学模型,通过数值仿真和试验研究了弹簧刚度系数、阻尼系数及电源频率对直线压缩机性能的影响,研究结果对直线压缩机的设计有较大的指导意义。     

考虑稳定性的非线性刚度转子系统振幅突变分叉集分析

利用平均法导出非线性刚度转子系统的主共振频率响应方程,借助突变理论求出利用频率协调因子和激振力幅值表示的分叉集及其尖点表达式。根据奇点稳定性理论导出了转子系统稳定性条件,并得到利用频率协调因子和振幅构建的临界不稳定区域及其分叉点表达式。利用数值算例讨论了非线性刚度系数对分叉集突变区域、临界不稳定区域以及振幅特性曲线的影响。研究表明：减小转子系统的非线性刚度系数是控制转子系统振幅突变最为理想的方法。     

软式非线性同步振动沉桩系统的动力学分析

对软式非线性同步振动沉桩系统进行动力学特性研究。首先,建立同步振动沉桩系统的软式非线性振动模型,采用一次近似解的幅频特性方程判定系统周期解稳定性问题;然后,利用选取的参数分析系统幅频特性关系,并且根据幅频特性曲线确定系统多解处的稳定解问题,以及讨论沉桩系统参数(激振频率、土的刚度和阻尼、激振器的偏心距等)对系统动力学特性的影响;最后,基于Matlab/Simulink采用四阶龙格-库塔法运算程序进行数值仿真确定系统周期解稳定性。通过理论和仿真系统地分析了系统周期解的稳定性特性,以及系统各参数对系统周期解的影响。