冲击钻进系统的亚谐振动与分岔

建立了一类冲击钻进系统的力学模型,分析了两类周期碰撞运动的规律和转迁过程,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。塑性碰撞振动系统的部件在碰撞后呈现“同步”或“非同步”运动,导致该类系统的冲击映射具有分段不连续性;碰撞部件的擦碰接触导致系统的冲击映射具有擦边奇异性。塑性碰撞振动系统冲击映射的分段不连续性和擦边奇异性导致该类系统的周期碰撞运动发生非常规分岔。结果表明：Grazing分岔导致n??p运动直接转迁为复杂的长周期多冲击或无规则冲击运动;当激振频率? 在周期1?1运动的冲击速度峰值附近时,质块M1的瞬时冲击速度最大,系统的钻进效果最好。     

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。     

含间隙RU-RPR解耦并联机构混沌与冲击现象

针对含间隙机构中的混沌与冲击现象,以自主提出的RU-RPR(R为转动副,U为虎克铰,P为移动副)两转动解耦并联机构为研究对象,考虑运动副间隙,结合Lankarani-Nikravesh接触力模型与拉格朗日方程建立间隙机构动力学模型,分析不同的驱动速度和摩擦因数对机构中混沌现象与冲击的影响,同时探讨机构的稳定性与冲击现象的关系,并分析增设弹簧对机构动力学特性的影响。研究结果表明,改变驱动速度与摩擦因数时,冲击现象仍然存在,而机构可以由混沌运动变为周期运动,稳定性增强;机构的稳定性与冲击现象并没有必然的联系,且增加弹簧可以显著的减弱机构中的冲击程度。     

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。     

齿轮-轴承传动系统擦边碰撞的动力学特性分析

齿面间的擦边碰撞是齿轮-轴承传动系统中一种特殊碰撞形式,可能会导致系统的动力学特性发生改变。为深入探究擦边碰撞对齿轮系统动力学特性的影响,基于频闪映射、齿面和齿背碰撞面Poincaré映射得到系统周期及啮合力变化规律,揭示齿轮副啮入、啮出冲击特性。并利用分岔图、啮合力变化图、相图和最大Lyapunov指数图(the largest Lyapunov exponent, TLE)分析擦边碰撞对系统动力学特性的影响。研究表明,擦边碰撞会引起系统动力学行为发生复杂的变化,导致系统运动和冲击状态发生改变。当啮合力突变点处TLE小于零时,系统周期保持不变而啮合力发生突变,但相轨迹的拓扑结构未发生变化。当啮合力突变点处TLE近似为零时,系统运动发生分岔,系统周期数和啮合力均发生改变。该研究揭示了齿轮-轴承系统擦边碰撞引起的一些复杂动力学现象,为系统的安全运行、优化设计等方面提供参考。     

轴向变速运动大挠度薄板的非线性动力学行为

研究轴向变速运动大挠度薄板横向振动的稳定性及分岔现象。在von Kàrmàn非线性大挠度板理论基础上, 利用达朗贝尔原理建立系统的动力学模型。通过Galerkin截断, 将时间变量和空间变量、位移函数和应力函数耦合在一起的偏微分方程离散, 得到系统运动常微分方程。利用数值方法分析板随平均速度、速度脉动幅值和外激励力变化时的运动分岔行为。利用最大Lyapunov指数和Poincaré映射图识别系统的动力学行为。结果发现, 当板的某些参数变化时, 系统出现分岔现象。不同参数时, 系统呈现周期运动、倍周期运动、概周期运动, 甚至混沌运动。     

冲击渐进振动系统的双参数分岔分析

建立了冲击渐进振动系统的力学模型。分析了激振器和缓冲垫发生碰撞的类型,以及滑块渐进运动的条件。给出了系统可能呈现的四种运动状态的判断条件和运动微分方程。通过二维参数分岔分析得到在(ω,l)-参数平面内各点处,系统呈现的周期振动的类型。详细分析了1/1和2/1基本碰撞运动的分岔特点,以及系统参数、冲击速度和滑块渐进率之间的关联关系。1/1基本碰撞运动经周期倍化分岔产生2/2周期振动,经虚擦边分岔或多重滑移分岔产生2/1基本碰撞运动。2/1基本碰撞运动经实擦边分岔,虚擦边分岔或多重滑移分岔产生3/1基本碰撞运动。由于p/1(p=1, 2)基本碰撞运动的虚擦边分岔,使得p/1基本碰撞运动在向稳定的(p+1)/1基本碰撞运动转迁的过程中出现一个中间过渡区域。此外,在一定参数条件下,系统呈现1/1基本碰撞运动的概周期运动和周期泡现象。     

一类无足自驱动系统的运动特性分析

建立了一类简谐激励作用下、两自由度含干摩擦无足自驱动系统的力学模型,描述并分析了系统的运动特性,得到了系统参数选择的最佳范围。研究发现:在低频区,随着激励频率ω的减小,擦边分岔诱导系统碰撞次数逐渐增加,直至颤振序列;在高频区,系统存在混沌运动。在一个完整周期内,基体的运动由黏滞、正向驱进和负向驱进三种中的一种或多种组成;系统平均驱进速度■对激励频率ω和质量比μ_m的变化较敏感,摩擦比f、间隙δ、刚度比μ_k对系统的影响相对较小,质量比μ_m的最佳选择范围为[0.4,0.8];系统正向和负向驱进的最大平均速度出现在低频区和质量比较小时;在高频区,基体趋于黏滞状态。该研究结果和方法,可为无足自驱动系统的设计及参数优化提供相应的理论依据。     

结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响

机翼非线性颤振系统中的混沌运动是一种复杂的非线性动力学现象,研究结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响,对非线性动力学系统的混沌运动控制具有重要意义。建立具有立方型非线性操纵刚度的带操纵面二元机翼的颤振方程,采用数值积分方法分别获得该非线性颤振系统在不同阻尼水平和不同操纵刚度下的分岔特性图。对分岔特性图进行对比分析结果表明：操纵面的操纵刚度并不影响系统的混沌运动特性,而操纵面偏转自由度或机翼俯仰自由度上的阻尼将会影响系统混沌颤振区域内的周期窗口,进而影响系统的混沌运动特性,特别是两自由度中任意一个的阻尼水平减小到一定程度时,系统混沌颤振区域内的周期窗口都将会消失;但是,单一的减小某个自由度上的阻尼水平,会使机翼非线性颤振系统的颤振临界速度降低。为了使得该系统在混沌颤振区域内不产生周期窗口又不降低其颤振临界速度,可采用在减小俯仰自由度阻尼的同时增大操纵面偏转自由度阻尼的方法。     

计及活塞销间隙的内燃机曲柄连杆机构动力学分析

基于活塞销与衬套间隙的冲击函数模型和计算多体动力学的方法,研究了活塞销间隙对内燃机活塞-连杆-曲轴运动系统动力学特性的影响。使用冲击函数方法构建了活塞销与衬套的间隙碰撞模型,建立了某单缸内燃机活塞、连杆和曲轴的三维实体模型及内燃机活塞-连杆-曲轴的多体动力学模型。在刚性和弹性两种不同连杆模型下,通过分析活塞运动的速度和加速度,以及活塞销的运动轨迹等研究了活塞销间隙产生的碰撞特性对系统动力学行为的影响。结果表明,间隙的存在对该运动机构有显著影响,在上下止点附近活塞的加速度出现许多由碰撞产生的峰值。     

两自由度含间隙和预紧弹簧碰撞振动系统动力学分析

研究了一类两自由度含间隙和预紧弹簧的碰撞振动系统动力学模型,建立了系统的Poincare映射,推导出了映射的Jacobian矩阵.研究了系统的周期和非周期运动,利用Lyapunov指数谱分析了系统的稳定性,用测试函数预测了系统发生"擦边"现象的参数范围;研究了系统的倍化序列和Hopf分岔过程因碰撞质块与约束"擦边"而中...     

用于低能X射线段的掠入射光栅摄谱仪

介绍一种新颖的用于研究激光等离子体的掠入射光栅摄谱仪。掠入射光栅摄谱系统由三部分组成：掠入射光栅摄谱仪、四维精密微调装置和一个含光纤传象束、摄象机、监示器和激光准直仪等构成的瞄准系统。文中论述了掠入射光栅摄谱仪的光路设计、机械设计特点和性能实验结果。     

小型振动冲击式打桩机的非线性动力学分析

摘要：建立了考虑渐进运动的小型振动冲击式打桩机的力学模型,研究了低碰撞恢复系数及塑性碰撞工况下碰撞振动的类型、分岔和系统参数对打桩机渐进率的影响,分析了系统存在的共存吸引子现象及其吸引域。弹性碰撞工况下,低激振频率区域的颤碰运动最终引起激振器和桩体同步渐进运动,桩体的渐进效果最好。塑性碰撞工况下,振动系统的部件在碰撞后呈现#x0201c;同步#x0201d;或#x0201c;非同步#x0201d;渐进运动,最大渐进量发生在相似文献   

Supermirror hard-x-ray telescope

The practical use of a grazing x-ray telescope is demonstrated for hard-x-ray imaging as hard as 40 keV by means of a depth-graded d-spacing multilayer, a so-called supermirror. Platinum-carbon multilayers of 26 layer pairs in three blocks with a different periodic length d of 3-5 nm were designed to enhance the reflectivity in the energy range from 24 to 36 keV at a grazing angle of 0.3 deg. The multilayers were deposited on thin-replica-foil mirrors by a magnetron dc sputtering system. The reflectivity was measured to be 25%-30% in this energy range; 20 mirror shells thus deposited were assembled into the tightly nested grazing-incidence telescope. The focused hard-x-ray image was observed with a newly developed position-sensitive CdZnTe solid-state detector. The angular resolution of this telescope was found to be 2.4 arc min in the half-power diameter.     

掩埋物体的小掠角散射声场与回波信混比

探测掩埋物体的水声系统,通常是在一定距离之外以小掠角声波扫描海底的方式工作,现有的射线声学模型已不能进行系统性能预报。采用波数积分模型和等效源建模方法,将声波在介质中的传播和掩埋物体的散射场计算融为一体,可以高精度地进行各种形状物体、不同声波束和任意掩埋状态下的三维散射场计算。利用开发的声场模型,计算出了典型球壳的等效目标强度和信号混响比随频率、掠射角及掩埋深度的关系曲线。在此基础上,提出一种基于时反聚焦发射、水下移动平台接收的双基地探测设想,并采用开发的声场模型验证了其正确性。     

基于分形小波变换的MEMS动态模糊图像亚像素检测技术

基于机器微视觉的微机电系统（MEMS）动态测试系统,提出了一种分形小波变换亚像素检测技术提取MEMS运动轨迹算法.该算法结合电耦合器件（CCD）成像机理,利用图像的分形参数进行随机分形插值对图像边缘进行重建,通过小波变换实现重建后图像亚像素精度的边缘检测.在连续光照明条件下,对MEMS平面微运动模糊图像进行检测处理,提取和分析了MEMS运动轨迹.将该方法和在频闪条件下测得的MEMS器件的平面微运动幅值的结果进行了比对分析和讨论.由实验结果可以看出,本方法有较高的测量精度,其测量绝对误差小于0.02像素.     

Miniature Auger spectrometer with grazing incidence electron beam

The construction of a miniature Auger electron spectrometer is presented. The instrument is equipped with an electron gun of grazing incidence electrons and miniature retarding field analyser (RFA). Grazing electron beam of up to 3 keV as an excitation toll provides enhanced sensitivity to the top-most surface layer. Good energy resolution was achieved thanks to the aperture placed in the centre of curvature of the RFA. Combined with a normal electron beam spectrometer the system can provide valuable information about spatial distribution of atoms or molecules at probed surface layers. The example spectra obtained for a few substrate/adlayer systems measured by both grazing and normal electron beam spectrometers are presented. It is suggested that the differences in the relative signal amplitudes can answer the question which components are located at (or protrudes from) the top surface layer of the probed sample.     

虚拟立体视觉自由飞行昆虫运动参数测量系统

本文提出了用于测量自由飞行昆虫运动参数的立体视觉测量系统,实现了高扇翅频昆虫双侧翅膀运动参数的测量.文章在分析虚拟四目立体视觉测量原理的基础上搭建了虚拟四目立体视觉测量系统,并设计了自由飞行昆虫的引导装置,最后利用该测量系统和引导装置实现了自由飞行昆虫双侧翅膀运动参数的测量.实验结果表明该系统不仅降低了系统成本而且减少了多摄像机同步驱动的复杂性,对研究自由飞行状态昆虫运动机理具有重要意义.