非线性变参数车-轨-桥耦联系统动力学建模

考虑车辆-轨道-桥梁间的非线性刚度和阻尼特性,建立系统在垂向和横向轨道不平顺条件下的动力学模型。将车辆模拟为质量-弹簧-阻尼多刚体系统,轨道和桥梁则分别为由有限个变参数弹性约束相联系的欧拉梁,利用分段线性化方法描述弹性约束的非线性刚度和阻尼特性,数值求解系统的动力学响应。研究表明:系统间的非线性变参数约束对改善结构的动力性能有着重要的影响,特别是对于拉压不对称的非线性约束情形,系统则表现出良好的综合动力性能。     

简谐荷载作用下粘弹性梁振动的非线性动力学模型及其简化

为了研究简谐荷载作用下粘弹性梁振动的非线性动力学行为,建立了相应的粘弹性梁横向振动非线性动力学模型．考虑粘弹性材料采用微分型本构关系,针对简谐荷载作用下的两端简支梁,给出了基于牛顿第二定律和欧拉一伯努利（Euler—Bernoulli）假定的横向振动非线性动力学模型一非线性偏微分方程．同时,引入微分求积法（DQM）将其方程进行空间域的离散,得到了粘弹性简支梁横向振动的常微分方程简化模型．     

Chen’s系统混沌行为负反馈控制

研究了Chen’s系统的非线性动力学行为及稳定性，采用负反馈控制方法对Chen’s系统的混沌行为进行控制，把该系统控制到指定的平衡态扣希望的振荡周期轨道上．并对控制方法的混沌控制过程进行理论分析与数值研究，得到了一致的结果。     

超空泡射弹尾拍振动特性分析

为了研究超空泡射弹的尾拍振动特性,利用刚一柔耦合动力学方法,得到弹体横向振动的基频和一阶模态;并通过模拟计算,分析了弹体横向振动基频和模态与弹体转速、长细比、材料特性的关系．计算结果表明：弹体频率和模态随转速而变化;弹体的长细比的增加和材料特性的改变,使频率和模态随转速的变化更加显著;当长细比较小或者角速度小于50ra...     

起重臂动力稳定分析中的非线性三结点梁单元

针对起重机箱形伸缩臂在轴向周期载荷作用下的动力稳定性和传统两结点梁单元在结构分析中精度不够的问题,依据有限元插值理论采用五次Hermite插值,构造考虑二阶效应的非线性三结点Euler-Bernoulli梁单元横向位移场,推导出新型三结点梁单元的单元矩阵.运用Lagrange方程建立周期载荷作用下伸缩臂在小变形情况下的参数振动方程,给出了起重机伸缩臂的动力不稳定区域边界,并讨论阻尼对伸缩臂动力稳定性的影响.分析结果表明,非线性三结点梁单元与传统两结点梁单元划分3～4个单元具有相同的计算精度,应用有限单元法求解动力稳定问题是有效的;随着阻尼系数的增大,伸缩臂动力不稳定区域逐渐减小,阻尼的存在有利于伸缩臂的动力稳定性.     

形状记忆合金复合材料层合梁的弯曲

分析了一种形状记忆合金复合材料层合梁在荷载作用和温度改变下梁的曲率k与截面弯矩M及温度T的关系 ,并进一步得到在恒定温度下悬臂梁自由端挠度随外载荷变化的曲线 结果显示该层合悬臂梁具有和形状记忆合金材料相同的超弹性特性     

双铰抛物线弹性拱的混沌行为

要设计出具有好的非线性动力学特性的拱结构,需要了解拱在外激励下的长期非线性动力学行为,对两铰抛物线弹性拱在横向周期荷载下的混沌运动行为进行了研究。基于变形体的几何方程及拱的单元平衡方程建立拱的非线性动力学模型,然后利用Galerkin原理得到控制拱横向振动的二阶三次非线性微分动力系统,并由此得无扰动系统的不动点与同宿轨道;使用Melnikov方法得到了拱混沌振动的临界条件;最后通过数值仿真得到该微分动力系统Lyapunov指数谱、Lyapunov维数、平面相轨线、Poincare映射等混沌特性,并以此判定     

电磁轴承阻尼上限的动态特性分析

为了研究电磁轴承系统的高频稳定性问题,需要研究电磁轴承阻尼的动态特性.以单自由度系统中力和刚度、阻尼的基本力学方程为基础,忽略电气系统的影响,推导了在一定的振动幅值下,电磁轴承最大阻尼随转子振动频率增加而变化的关系,结果表明,电磁轴承能够提供的阻尼随着转子转速或振动频率的增加而迅速减小.这在研究高速转子稳定性问题时应给予足够的重视.     

利用非线性反馈控制一类振动系统的振动

研究一类带有黏性阻尼摆的振动系统的复杂动力学行为。通过拉格朗日方程和牛顿第二定律,建立此振动系统的动力学方程。借助相图、Lyapunov指数谱和分岔图研究系统的混沌行为,用非线性反馈控制方法对此类振动系统的运动状态进行控制,利用Matlab进行数值仿真。通过受控参数证明利用非线性反馈方法可以实现系统的混沌控制,系统的混沌行为得到了有效控制。     

基于形状记忆合金的阻尼减振研究

介绍了形状记忆合金（SMA）的一种本构关系，简要讨论了形状记忆合金的阻尼特性，并在框架上进行了振动试验，试验结果表明，形状记忆合金可有效的改变结构的阻尼大小，是一种很好的阻尼材料，其在振动控制领域内具有广阔的应用前景。     

TiNi形状记忆合金的阻尼特性及应用

从工程中一种常见的机器隔振模型出发 ,运用导纳模态方法 ,得出了输入到基础梁的功率流表达式 .根据试验数据模拟了形状记忆合金的超弹性循环曲线并计算了TiNi形状记忆合金丝在一定振幅下循环加卸载时的超弹性等效阻尼 ,并将记忆合金丝作为一种等效阻尼材料应用到隔振模型中 .通过计算机仿真 ,得出在此模型中使用记忆合金丝作为阻尼材料及用与合金丝在几个频率时的等效阻尼相当的普通阻尼材料时输入到基础的功率谱图 ,分析了记忆合金作为阻尼材料时对模型隔振效果的影响 ,从而得出其作为阻尼材料的优越之处     

简单记忆混沌系统的动力学分析与电路实现

为了研究记忆混沌系统的动力学特性,提出了一个含广义记忆元件的简单三维自治混沌系统。分析了混沌记忆系统的记忆效应和混沌特性,进行了电路设计和相应的实验验证;并在平衡点及稳定性分析的基础上,讨论了记忆混沌系统随参数变化的动力学行为。结果表明,与基于忆阻器的混沌电路不同,新提出的系统有一个确定的平衡点,其动力学行为仅依赖于系统控制参数,有着分岔、混沌和阵发混沌等复杂非线性现象。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮非线性振动特性分析

为得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮（CHATT）工作时的振动规律,以便设计出运行平稳可靠、传动高效的齿轮,对其非线性振动特性展开研究。通过齿轮副承载接触分析,计算啮合线上轮齿的时变啮合刚度和轴向误差激励,并依据啮合冲击计算模型得到啮入冲击激励。基于集中参数理论建立CHATT的12自由度的弯扭轴多因素耦合振动模型,再依据牛顿第二定律建立包含上述三种内部激励的振动微分方程组。采用变步长四阶Runge-Kutta法对量纲一化后的方程组求解,对比主动轮和从动轮各自垂直、扭转和轴向上的振动特性数值解,结果表明：主动轮和从动轮的振动规律始终保持一致,竖直和扭转方向上作拟周期运动,轴向振动处于稳态响应的近混沌状态。进一步研究齿线半径、负载转矩和输入转速等三个参数变化对系统振动特性的影响规律,分析结果表明：轴向振动从多周期运动向近混沌运动演变,其振动的规律性更容易受到上述三个参数变化的影响。变双曲圆弧齿线圆柱齿轮振动模型的建立、求解和参数影响分析为后续的动态设计、预测不同参数下的振动响应趋势以及降噪提供一定的理论依据。     

变速粘弹性传送带混沌运动

基于Kelvin粘弹性材料本构方程及带运动方程建立了同时具有速度和横向力扰动的粘弹性传送带非线性动力学模型。利用Galerkin's方法将系统简化为参数激励的单模态Duffering振子,并得到系统的音叉分岔点、同宿轨道;利用Melnikov函数法讨论了不同参数（如带稳态速度、扰动速度、扰动力、材料性能等）对系统混沌域的影响。结果表明：1)速度和力扰动同时存在时,混沌域位于第一象限一直线上方,且混沌域随速度扰动频率增加而变小,随力扰动频率增加而变大,当力或速度扰动频率不变时直线都过定点,与之对应不能通过改变力或速度扰动幅值改变混沌域;2）对速度低频扰动可通过增加带速度并保持较大扰动振幅避免混沌,对速度高频扰动通过减小带速度避免混沌;3）材料粘性增加混沌域变小,材料刚度增加混沌区域变增大。     

二自由度含间隙碰撞振动系统的分岔与混沌

针对二自由度含间隙碰撞振动系统，建立了正弦激励作用下的碰撞振动方程，推导了振动系统满足稳定碰撞的周期解参数和解存在的充要条件，给出了Poincare映射的数学关系.在此基础上，进行了周期运动的稳定性分析，研究了系统随参数改变出现分叉和通向混沌运动的途径.计算结果表明，该振动系统存在复杂丰富的动力学行为.在一定的参数条件下，系统除了存在稳定的周期运动形态之外，还存在着倍周期分叉、Hopf分叉以及其他分叉，系统会沿着倍周期分叉、Hopf分叉等多种途径进入混沌运动.     

Damping performance of Cu-Zn-Al shape memory alloys in engineering structures

The stress strain curves of two CuZnAI shape memory alloys which have the martensltic transformation temperatures of 50℃ and-10℃ respectively, were measured by using electronic material tester after treated by different heat-treatment conditions. The results show that the area enclosed by hysteresis loop of the CuZnAI shape memory alloy in martensltic state is much larger than that of the alloy in austenltic state with super-elasticity at room temperature. Therefore, the former has better vibration attenuation effect. After being oil-quenched, waterquenched, and step-quenched, the CuZnAI alloy takes on more stable shape memory effect, better super-plasticlty and superelasticity (pseudoelasticity). A CuZnAI shape memory alloy damper was designed, produced and installedto a 2-layer frame structure. In addition, the vibration experiments were made by dynamic data collecting analysis meter. The velocity of vibration attenuation of frame structure with CuZnAI shape memory alloy damper is much faster than that without it. And with the help of CuZnAI shape memory alloy damper, the attenuation period reduces to 1/10 of the original.     

高空作业平台臂架伸缩运动的横向振动特性

为了探究高空作业平台做伸缩运动时变幅平面内的横向振动动力学特性,针对臂架的实际搭接和支承情况,将臂架等效为根部铰接、中间弹性支承且带有集中参数的变截面变长度梁. 基于牛顿第二定律建立各臂段的运动微分方程,采用模态叠加法、结合边界条件求解臂架一系列时刻的瞬态振型函数,曲线拟合时变参数以近似表示梁的振型,并依据伽辽金截断方法,得到广义坐标下的状态空间方程. 在Matlab/Simulink环境下进行动态仿真,得到伸缩过程中臂架头部的变幅平面横向振动动态响应. 结果表明,就横向振动振幅而言,搭接简化会带来15.63%计算结果误差;支承简化会加大臂架整体刚度、减小臂架振动响应,不可取。     

柔性梁横向振动控制的轴向脉冲力法

应用一种新颖的变刚度振动控制原理,提出了采用施加轴向脉冲力,对柔性梁在瞬态振动下的横向振动进行主动控制的方法,并对一根两端铰支梁受瞬态扰动的振动响应控制进行了数值真计算和模型实验。     

Rigid-Flexible Coupling Dynamic Analysis of Sub-Launched Vehicle During the Vertical Tube-Exit Stage

During the launching stage,hydrodynamic pressure and adapters’ reaction loads can influence the vehicle’s rigid motion as well as cause its structural vibration,which is a typical rigid-flexible coupling dynamic problem. This paper presents a 2-D rigid-flexible coupling model to calculate the vehicle’s dynamic responses in that period.The vehicle was equivalent to a flexure beam with axial deformation. Hybrid coordinate and modal superposition methods were used to describe its large rigid displacement and small deformation. By the second Lagrange equation,the vehicle centroid’s displacements,rotational angle and modal coordinates were chosen as generalized coordinates and then the vehicle ’s rigid-flexible coupling dynamic equations were obtained. By numerical simulation,the results of vehicle’s motion parameters and transverse internal loads were acquired.The calculation results showed that differences of the vehicle’s motion parameters between the rigid-flexible coupling model and the rigid body assumption are noticeable and the peak magnitude of the vehicle’s transverse internal loads in the rigid-flexible coupling model is higher remarkably than that in the rigid body assumption.