含间隙迟滞非线性系统的稳态响应

提出一种含间隙弹性约束的干摩擦迟滞非线性系统模型.利用谐波线性化方法,将迟滞恢复力转化为等效刚度和等效阻尼表示,利用K-B平均法求出周期激励下系统响应的一次近似解.研究表明,该模型综合了两种非线性因素,幅频响应复杂,幅频曲线分为两类,不同参数条件下可以表现出分段线性系统的硬特性、迟滞系统的软化特性或二者的综合,存在跳跃现象.通过幅频图的对比分析,讨论各参数变化对动力学特性的影响.     

迟滞非线性振荡压实系统动态响应分析

分析了振荡压实中材料发生弹塑性变形而表现出的迟滞非线性,建立了一种新的振荡压实非线性动力学模型。在一次近似的前提下,利用等效线性化方法,将迟滞恢复力转化为等效刚度和等效阻尼表示,根据谐波平衡原则求出了单自由度振荡压实系统的频响方程。数值求解表明,随着激励幅度的增大系统出现软化趋势,共振点随激励变化而漂移。将等效线性化的结果推广到二自由度振荡压实系统,得到了频响方程组。     

受简谐激励弹簧测力机构的主共振与奇异性分析

应用拉格朗日方程，得到有阻尼弹簧测力机构在简谐激励作用下具有周期系数的非线性运动微分方程Duffing-Mathieu方程；根据非线性振动的多尺度法，求得系统满足主共振情况的一次近似解以及对应的定常解，并对其进行数值计算，分析激振力、谐调值、阻尼、弹簧刚度等对系统的影响。应用奇异性理论分析方法得到系统主共振稳态响应的转迁集和分岔图。揭示一些新的动力学现象。     

受简谐激励弹簧测力机构的主参数共振研究

应用拉格朗日方程得到有阻尼弹簧测力机构在简谐激励作用下的非线性运动微分方程Duffing-Mathieu方程;根据非线性振动的多尺度法求得系统满足主参数共振情况的一次近似解,并对其进行数值计算.分析激力、谐调值、阻尼等对系统主参数共振响应曲线的影响.随着阻尼的减小和参数激励幅值的增大,系统幅频响应曲线的峰值和共振区增大.其他参数相同时, 硬刚度力幅响应曲线与软刚度力幅响应曲线关于谐调值反对称.     

电机端盖强非线性主共振分析

根据电机端盖结构特点,将端盖抽象为薄圆环板。应用卡门方程和伽辽金法。建立结构轴对称的电机端盖在对称载荷作用下的强非线性动力方程。应用MLP法得到主共振的近似解。分析系统一次近似解析解及端盖系统的阻尼、激励力和结构参数对振动响应曲线的影响。     

温度场中输电线在谐扰力作用下的3次超谐共振

研究输电线在温度场中谐扰力作用下的3次超谐共振问题,应用动力学方法建立温度场中受谐扰力作用输电线的非线性振动.根据非线性振动的多尺度解法,得到系统满足3次超谐共振情况的近似解,并对其进行数值计算.分析温差变化、外部激励、谐调值、阻尼等对系统的影响.得到系统失稳的临界温度,指出幅频响应曲线存在跳跃现象.     

三圆盘非线性扭振系统的内共振

建立了具有平方非线性三圆盘扭振系统的数学模型,应用非线性振动平均法,求得了系统满足双重共振条件的一次近似及对应的稳态解。求得了用椭圆函数表示的系统内共振条件下无阻尼自由振动的解析解,指出系统有能量交换现象,存在周期运动、概周期运动以及调幅调相运动。     

磁流变减振车刀的迟滞非线性特性建模及试验研究

切削颤振是制约机械产品高效、高精度加工的主要问题之一。为此,研制基于智能材料——磁流变液的减振车刀,以利用智能材料良好的机电耦合特性对切削颤振进行有效地抑制。研究表明,磁流变减振装置具有迟滞非线性特性,建立准确的减振车刀力学模型对有效实施切削颤振控制至关重要。搭建了稳态激振试验平台,通过稳态激振试验,探究不同励磁电流、激振频率下磁流变减振车刀的力——位移迟滞曲线变化规律,运用非线性迟滞理论,结合数据分解与参数识别得到不同外界激励下非线性弹性力、阻尼参数、迟滞环节的刚度及迟滞力。对磁流变减振车刀非线性迟滞模型进行了参数辨识,为后期利用该减振车刀进行颤振控制奠定了基础。     

基于A-算符方法的齿轮系统的分岔与混沌

利用Adomian分解算法的思想,针对齿轮-转子-轴承系统的间隙非线性模型构造了求解系统解析解的A-算符方法(AOM),建立了基于AOM的符号-数值方法,并利用该方法研究了系统的分岔与混沌现象。研究表明,对于不同的啮合阻尼参数,随着激励频率的变化,系统的响应都经历了从稳态到混沌再到稳态的历程,且都发现了倍周期分岔的现象。同时,对于不同的激励频率,随着系统阻尼的变化,系统响应也经历了从稳态到混沌的历程,出现了倍周期分岔及激变现象。该方法不仅适用于对该系统的非线性模型进行研究,也为机械系统中一般的非线性模型的动力学分析提供了一个有力的工具。     

斜向激振模式下振动轮的滞回响应特性分析

考虑物料在斜向激振模式下压实进程中的弹塑性变形,提出一种仅依据土壤特性参数的水平对称及垂直不对称滞回动力学模型。在一次近似的前提下,利用渐进法(krylov-ogoliubov mitropolsky,简称KBM)将非线性作用力线性化为等效刚度和等效阻尼,并推导出系统的频响方程及响应解。数值仿真结果表明,由于非线性滞回力作用,压实进程中系统出现"软化"趋势,振动轮波形发生畸变,稳态下水平方向上呈现只含基波和奇次倍谐波的响应谱,垂直方向上呈现含除基波外明显的各奇、偶次倍谐波的谱特征。土壤现场压实试验分析结果与仿真结果基本吻合,滞回响应特性的研究为压实工况的实时监测和提高压实性能提供了理论依据。     

非线性超声谐振方法及在结垢检测中的应用研究

针对压力容器和管道安全运行需要,发展了一种非线性超声谐振结垢检测方法。从理论上分析非线性细观弹性材料因迟滞效应引起的非线性弹性本构关系。研究发现,随着超声波激励幅值的增加,迟滞导致的非线性效应主要表现为超声波谐振频率向低频偏移和谐振频谱品质因数的变化。对涂有不同厚度模拟结垢的板试件进行非线性超声谐振检测试验,研究了激励电压水平对基波及二次谐波谐振频谱的影响规律,提出基于二次谐波弹性迟滞非线性系数和耗散迟滞非线性系数的结垢层厚度表征方法。在此基础上,将非线性超声谐振检测方法应用于实际工程中炉管结垢层检测,结果表明,利用二次谐波的弹性迟滞非线性系数和耗散迟滞非线性系数能较好反映炉管结垢状况。研究工作为实际工程中炉管结垢层检测提供了新的思路和方法。     

具有滞后非线性的汽车悬架系统中的混沌及控制

由于带有滞后非线性的汽车悬架系统中具有明显的非线性,这直接导致了系统存在分岔与混沌的可能性.为此分析了其在路面拟周期激励作用下发生受迫振动时的运动情况,揭示了该系统存在混沌现象,并利用比例微分控制器对其混沌行为进行了控制,数值模拟表明了该控制方法的有效性与可行性,可为汽车悬架系统的分析研究和优化设计提供理论依据.     

随机激励滞后非线性汽车悬架系统的混沌运动

研究了具有滞后非线性的汽车悬架系统在路面随机激励下发生混沌运动的可能性,推导了随机Melnikov过程,得到了均方意义下出现混沌运动的临界激励幅值,并讨论了噪声对系统混沌运动的影响。通过最大Lyapunov指数和Poincare截面进行了数值验证。研究结果表明,汽车在正常行驶时不会出现混沌运动,但是在遇到高破凸起时可能出现混沌运动。     

压电陶瓷驱动微位移机构迟滞非线性改善方法研究

压电陶瓷驱动器在精密微位移系统中有着广泛的应用,但其固有的迟滞非线性严重影响系统的运动精度,使控制困难.通过数学建模方法建立压电陶瓷的迟滞曲线逆模型,并用此模型对压电陶瓷进行位移补偿,可以有效减小压电陶瓷迟滞非线性对系统精确控制的影响.提出一种用两个压电陶瓷协同驱动微动平台运动的微位移机构,通过基于迟滞逆模型的开环控制方法,对压电陶瓷位移进行误差补偿,可以实现微动平台运动与控制信号较好的线性对应关系.     

迟滞非线性系统辨识与补偿控制研究

针对智能材料中存在的迟滞问题,对其开展了迟滞非线性特性分析,建立了迟滞系统。该迟滞系统由两个部分串联构成:一部分是滤去传递函数影响的Preisach模型;另一部分是不考虑迟滞影响的系统传递函数。将离线和在线辨识方法应用到辨识迟滞系统中,应用最小二乘法离线辨识得到了辨识传递函数参数,再用此辨识传递函数参数作为神经网络辨识的初始权值,得到了神经网络在线辨识的辨识模型;建立了辨识传递函数的逆模型控制系统和前馈逆模型PID控制系统,并对辨识系统进行了迟滞非线性补偿。研究结果表明,模型辨识方法的可行性和补偿控制的有效性在仿真中得到了验证。     

2自由度滞迟振动系统简谐激励响应的等效线性化计算方法研究

研究了2自由度含有粘性阻尼双线性滞迟恢复力振动系统简谐激励下的响应计算问题,将等效线性化计算方法推广至含有滞迟环节的多自由度非线性振动系统,并证明了在首次近似意义上,等效线性化方法与Krybov-Bogoliubov慢变参数法、Fourier级数展开法是等价的,具有相同的计算精度。     

滞迟动力吸振器简谐激励响应的迭代计算方法研究

研究了两自由度含有滞迟干摩擦环节动力吸振器的简谐激励响应计算问题 ,提出了双线性滞迟阻尼力 Fourier级数展开技巧与一次谐波平衡法相结合的处理方法 ,并推导了相应的选代方程 ,给出了利用最优化理论中梯度算法迭代求解非线性频响方程组的过程。混过一个数例的分析 ,初步考察了滞迟干擦动力吸振的基本性能。     

Excitation of resonance self-oscillations in a system with two sources and nonlinear dissipative force

A single-mass mechanical system with dissipative nonlinearity and two excitation sources, one parametric source created due to the variable rigidity component and the other a force source, is considered. It is assumed that the quasi-optimal structure of the laws of parametric and force excitations is determined based on a model that does not take into account dissipative nonlinearity; this allows one to obtain the structure in a simple analytical form. The system with these excitation sources is analyzed in the harmonic approximation. The possibility of implementation of the unique self-oscillatory mode is demonstrated, as exemplified by a system with turbulent friction.