自激振动系统的参数识别

自激振动是一种特殊的振动形式,为了使自激振动能够得到控制,需要对该系统进行参数识别。我们将自激振动的近似解作为数学模型来进行曲线拟合,通过寻求参数的最优值使目标函数的值最小,来获得系统要识别的参数。本文用计算机求出自激系统的数值解作为测量值来模拟整个参数识别过程,模拟识别的例子表明用最优化方法来进行参数识别的计算,精度是较高的。     

轧钢机中的自激振动问题

以前关于轧钢机中自激振动的研究,忽略了一些重要因素:例如,万向联轴节的间隙、摩擦系数是随机的以及多自由度中的零频率,内共振。本文讨论了这些问题,得到了一些新的动力学模型和结论。     

机械加工自激振动的研究

自激振动广泛存在于工程界,当下重要的研究内容就是怎样抑制减振。机械加工中自激振动的产生机理,简述自激振动的产生,途径,通过合理选择切削用量,提高工艺系统的抗振性等一些措施,可以取得比较好的效果。     

具有间隙和振动边界的自激振动系统的非线性振动

以初轧机轧制过程中产生自激振动为例,在考虑振动系统具有间隙及振动边界的特殊情况下,建立了初轧机自激振动力学模型。对所建模型的分析表明,该系统具有多种非线性振动形式,即周期振动、概周期振动直至混沌振动。应用Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面、分叉图和最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数等多种方法描绘了这些振动的形式。研究结果分析、诊断及控制这类系统及相关振动系统的振动提供了新的思路。     

一类单自由度滞后—自激振动系统的分叉

本文研究了一类单自由度滞后—自激振动系统的分叉。用平均法求出了系统的稳态分叉解,克服了中心流形法要求非线性函数光滑的这一限制。本文提出了转迁极限点集的概念,并利用奇异性理论方法,研究了参数空间不同区域内系统分叉图的拓扑结构,揭示了一些新的分叉模式,最后用数值积分法验证了本文的部分结果。     

一类具有运动边界的机械系统自激振动分析

在研究轧钢机轧制过程中因打滑等因素而产生的自激振动时，本文考虑了因连接轴转动而出现的运动边界问题，提出了一个新的力学模型，建立了具有运动边界问题的运动微分方程。所得到的结论可以应用在轧钢生产之中     

轴承摩擦力作用下弹性支承轴系自激振动特性研究EI北大核心CSCD

以重力式水洞中的弹性支承轴系为研究对象,研究其在水润滑橡胶轴承摩擦力作用下的自激振动特性及其机理。实验结果表明,系统于某一确定转速产生自激振动,并随转速下降维持不变直到一个较低转速由于驱动力不足而消失,各个转速下的自激振动均表现为转速调制下的单阶模态失稳。为了研究自激振动机理,建立了弹性支承轴系动力学模型。在建模时,将轴系分为弹性支承和转轴两个子结构,分别获取固有振动频率和模态振型,建立在轴承界面摩擦力作用下的支承-转轴耦合动力学模型,并采用模态叠加法对模型进行降阶处理。采用四阶Runge-Kutta方法求解动力学方程,分析主要物理参数对系统的影响。分析结果表明,失稳模态为支承的小阻尼扭转振动模态,支承振动与轴承摩擦耦合作用是系统失稳的主要原因。     

深海顶张力立管参激-涡激耦合振动响应分析

该文研究顶张力立管参激-涡激耦合振动计算方法和动力特性。考虑立管顶端动边界条件,建立顶张力立管模型,研究其在剪切流中的涡激振动响应和参激-涡激耦合振动响应。提出立管的动力响应分析方法,分析参数激励对立管横向涡激振动的影响。结果表明,立管的横向振动响应频率存在0.5倍参激亚谐成分,参数激励对于立管横向振动具有重要影响。     

无网格时域自适应算法在振动问题中的应用

为了提高无网格方法计算振动问题时的计算效率和计算精度,开发了无网格时域自适应算法。该方法在时域内采用时域自适应算法,将每个变量在每个时间步内离散成关于时间的展开形式,通过控制展开阶数保证自适应算法的精度,可以更准确的描述变量随时间的变化;同时将时空耦合的初值问题转化为一系列的空间边值问题,并采用无网格方法递推求解。该方法可以提高计算效率并弥补时间步长较多或较大时造成的精度损失,并通过数值算例验证了其准确性。     

受控弹性结构的高频自激振动

分析了结构控制中高频自激振动的原因。文中证明：具有对位速度负反馈的弹性结构总是渐近稳定的，不会因控制设计中的模态截断而引起控制溢出；但具有跨点速度负反馈的弹性结构则不然。经分析后指出，反馈环节和作动器的时滞是具有对位速度负反馈的结构产生高频自激振动的主要原因。在一定条件下，只要反馈增益足够大，高频自激振动就会发生。     

二维自由振动的有限元线法自适应分析新进展

有限元线法(FEMOL)是一种优良的半解析、半离散方法,可将其比拟为广义一维问题,进而将一维有限元中单元能量投影(EEP)法及相应的自适应求解技术引入,使FEMOL由半解析方法变为完全解析、数值精确的方法。在对二维线性问题成功地实现了自适应FEMOL分析的基础上,该文进一步报道FEMOL自适应方法在二维自由振动问题中的成功应用和最新进展。该文简要介绍了FEMOL自适应分析二维振动问题的求解策略和技术,整套方法思路清晰、算法严谨、高效可靠,可以得到满足精度要求的自振频率和按最大模度量满足用户事先给定误差限的振型,均为数值精确解。该文给出的数值算例表明所提出的算法具有高效、稳定、通用、可靠的优良特性。     

精细时程积分中状态转换矩阵的自适应算法

本文提出了基于Ｐａｄｅ逼近理论的计算精细时程积分中的状态转换矩阵的算法。这种算法与基于Ｔａｙｌｏｒ级数展开的方法相比，有更高的精度，而且具有自适应功能。文中的数值实验结果印证了这一点。     

刹车系统的摩擦自激振动和控制

研究刹车系统的摩擦自激振动和控制问题。采用LuGre 模型计算摩擦力,建立了两自由度盘式刹车系统的动力学模型。通过平衡点的稳定性分析,给出Hopf 分岔失稳的临界速度。应用基于微分几何法和线性二次型最优控制相结合的方法,设计单输入单输出的非线性系统控制器,以便通过推迟系统的分岔临界速度,减少减速型刹车过程中的摩擦颤振,避免刹车啸叫。最后分析了控制器和系统参数对控制效果的影响。仿真表明,该控制器能有效的抑制刹车系统中的摩擦自激振动。     

基于精细时程积分的u-p格式饱和两相介质动力问题的显-显式时域算法

时域算法的计算效率是求解实际非线性或大量自由度等工程问题最重要的影响因素,而显式算法是提高计算效率最有效的手段。针对u-p格式饱和两相介质动力方程,实现显-显式算法的必要前提是质量矩阵M和流体压缩矩阵S的对角化处理,且整体算法的计算精度和稳定性同样需要权衡。基于对角化的M和S矩阵,将高精度和稳定性的精细时程积分法应用于求解液相方程,并结合求解固、液两相动力方程的中心差分法,提出了一种新的显-显式的高效时域算法。理论分析和数值试验结果均说明提出方法具有良好的稳定性和较高的计算精度。     

线性振动系统加权递推最小二乘法时域参数识别

本文给出了加权最小二乘法的递推形式，并利用该方法根据自由响应的信噪比随时间逐渐降低的性质加不同的权项。在时域识别了粘性阻尼线性振动系统的复频率，并与递推最小二乘法进行了对比。通过计算机仿真和实际应用表明本文提出的方法是可靠和有效的。     

结构物理参数时域识别的子结构方法研究

研究了输入、输出信息皆不完备情况下的结构参数识别以及荷载反演问题.阐述了一种通用的子结构动力方程及其参数识别方程建立的基本原理和方法,并针对实际工程检测中子结构参数识别方程的输入特性,分别采用一种与之相适应的分解反演算法或统计平均算法.子结构技术与分解算法或统计平均算法的有效结合,为有限测点条件下的结构参数识别及荷载反演问题提供了一个较好的解决方案.大量的数值计算结果表明,本文提出的方法具有很好的参数识别精度及荷载反演效果.     

杆系结构自由振动精确求解的理论和算法

杆系结构的自由振动特性对结构的抗震设计至关重要。与常规有限元方法采用近似形函数将原问题化为线性特征值问题不同,本文的精确方法从杆件精确的形函数出发获得精确的动力刚度,将原问题化为非线性特征值问题。已有的Wittrick-Willliams算法很好地解决了该问题的频率求解。在此基础上,进一步提出了求解该非线性问题的导护型Newton法格式,并优化了各个算法环节。该法能同时求出频率和振型,求解结果精确可靠且具有二阶收敛速度,是一种快速精确、可靠实用的工程计算方法。     

基于GPU并行的锥体导管架平台结构冰激振动DEM-FEM耦合分析

该文为分析海冰与锥体海洋平台的相互作用,采用离散元（DEM）-有限元（FEM）耦合方法建立冰激海洋平台结构的耦合模型。通过具有粘结-破碎性能的球体离散单元对海冰的漂移及破碎现象进行计算,海洋平台锥体部分采用平板型壳单元构造,其整体构架及锥体内部的加劲肋采用梁单元构造,即建立壳单元与梁单元组合的锥体海洋平台有限元模型。为提高DEM-FEM耦合算法的计算规模和效率,发展了离散单元与平板型壳单元接触算法及GPU并行环境下参数传递算法。基于此耦合模型分别讨论了平台结构的冰载荷、冰激振动以及锥体应力分布,并与相关实测数据进行对比,为寒区锥体海洋平台的结构设计提供有益的参考。     

无限地基-结构动力相互作用分析的分区递归时域算法研究

基于阻尼抽取法,针对结构-无限地基动力相互作用时域分析提出了一种新的分区递归数值求解算法,包括逐步积分形式的地基作用力计算公式及动力相互作用分析中,基于子结构法的具体数值实现过程.该算法隐式地满足了无限介质辐射条件,可方便地确定地基作用力与交界面位置变位的关系,消除了无限地基动刚度时域算法中的频率相关性及褶积分,此外,时域子结构方式的求解可以方便地考虑结构部分的非线性力学特征.以实例的形式说明了该方法良好的精度与应用的简便性.     

一种混合遗传算法在压电智能结构振动控制全局优化设计中的应用

本文针对采用压电作动器／传感器的智能结构,了振动控制中作动器／传动器的配置以及反馈增益的全局优化设计问题。