二元机翼的双稳环颤振及多重环分叉分析

本文利用等效线化及数值计算方法,研究了带初偏间隙型非线性俯仰刚度的二元颤振系统的双稳态极限环颤振特性,给出了极限环稳定区间的稳定性判据.分别分析了初偏参数及速度参数对非线性颤振系统分叉曲线的影响及系统的分叉特性,并用数值计算方法得到精确的分叉参数值.本文为动力学系统的分叉研究提供了一个有实际意义的力学模型.     

具有不平衡-碰摩耦合故障的转子-滚动轴承系统非线性动力学研究

建立了滚动轴承支承下的转子系统的不平衡-碰摩耦合故障动力学模型.在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(Varying compliance)振动,在转子系统中,考虑了不平衡和转静碰摩耦合故障.运用数值积分方法获取了系统的非线性动力响应,分析了转子旋转速度、滚动轴承间隙、碰摩刚度、转子偏心量对系统动力响应的影响,研究了系统分叉与混沌特征分析,发现了通往混沌的倍周期分叉和阵发性分叉途径.     

两自由度碰撞振动系统分叉参数的确定

本文分别研究了含多参数的四维映射系统的周期倍化分叉和Hopf分叉的参数临界值的代数判据.其理论结果可以应用于确定含多参数的两自由度碰撞振动系统的周期倍化分叉和Hopf分叉的分叉参数临界值.应用于一类含多参数的两自由度碰撞振动系统的Poincare映射分叉参数临界值的分析,获得该碰撞振动系统的周期倍化分叉和Hopf分叉条件,并用数值方法模拟了理论分析结果.     

裂纹转子弯扭耦合振动非线性特性分析

以非线性涡动影响下的水平Jeffcott裂纹转子为研究对象,分别建立了刚性支承的纯弯曲振动、弯扭耦合振动和轴承支承的弯扭耦合振动三种运动微分方程,针对三种模型,分析了裂纹转子系统响应的分叉与混沌特性。数值计算结果表明： 较大时,三种模型下的弯振分叉图均呈现出复杂的非线性特性,尤其在 附近,各种周期、拟周期和混沌响应交替出现,阵发性特点非常明显,系统由拟周期路径通向混沌。模型1、2的弯振分叉图特性基本相似,模型3则具有更为复杂的非线性特性。模型2、3的扭振分叉图与各自的弯振分叉图极为相似,且非线性特性也基本相同。分析结果有助于更充分了解裂纹转子的动力学特性。     

非线性转子—密封系统的稳定性和Hopf分叉

采用Ｍｕｓｚｙｎｓｋａ密封力模型分析单圆盘平衡转子－密封系统的线性化稳定性与系统参数的关系。理论分析表明，平衡点失稳导致系数产生Ｈｏｐｆ分叉，利用Ｐｏｏｒｅ的代数判据确定了转子Ｈｏｐｆ分叉解的分叉方向和周期轨道的稳定性，数值模拟验证了理论分析结果。     

非线性转子—轴承系统的分叉

用快速Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法结合Ｆｌｏｑｕｅｔ理论和数值积分方法，对采用短轴承模型的刚性Ｊｅｆｆｃｏｔｔ转子系统在较宽的参数范围进行分叉研究，计算结果表明，系统存在倍周期和Ｈｏｐｆ分叉。根据Ｆｌｏｑｕｅｔ乘数，得到了分叉转迁集并分析了润滑油粘度的变化对系统Ｈｏｐｆ分叉的影响，用数值方法得到系统在某些参数域中分以就图，时间历程，相图，轨迹图以及Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射和频谱图，数值积分结果验证了所得分叉转     

非稳态油膜力作用下非对称转子分叉特性

在柔性轴支承的转子基础上,考虑非对称转子陀螺力矩的影响,使用非稳态非线性油膜力模型,建立了8自由度转子轴承系统运动方程,通过Newmark-β积分和Newton-Raphson迭代相结合的数值方法,计算转子在不同转速参数的响应,通过分叉图、Poincarè映射、频谱等方法研究了转子系统非线性振动的分叉特性.     

非线性转子－轴承系统的分叉

用快速Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法［１］结合Ｆｌｏｑｕｅｔ理论和数值积分方法，对采用短轴承模型的刚性Ｊｅｆｃｏｔｔ转子系统在较宽的参数范围进行分叉研究。计算结果表明，系统存在倍周期和Ｈｏｐｆ分叉。根据Ｆｌｏｑｕｅｔ乘数，得到了分叉转迁集并分析了润滑油粘度的变化对系统Ｈｏｐｆ分叉的影响。用数值方法得到系统在某些参数域中的分叉图、时间历程、相图、轨迹图以及Ｐｏｉｎｃａｒé映射和频谱图。数值积分结果验证了所得分叉转迁集的正确性，同时直观地显示了系统的某些运动状态。分析结果为定性地控制转子的稳定运行状态提供了理论依据。     

双轴动载作用下脆性裂纹扩展问题的近场动力学建模与分析

在双参数微极近场动力学弹脆性模型基础上,引入反映长程力尺寸效应的核函数修正项以提高定量计算精度和收敛稳定性。通过定量变形计算和双轴动载作用下含中心裂纹准脆性板的裂纹扩展过程模拟,验证了本文模型与算法。应用本文模型能准确反映动载作用下的裂纹起裂、扩展、分叉与二次分叉等现象。进一步分析了双轴动载作用下含不同倾角、不同间距平行双裂纹脆性板的破坏模式、起裂时间与承载能力,以及含不同倾角多裂纹脆性板的破坏机制。结果表明:初始裂纹倾角与间距对脆性板承载能力有显著影响,在平行双裂纹倾角一定时,间距越大脆性板承载能力越强;双轴动载作用下多裂纹扩展时,裂纹之间首先相互连接且无分叉,在初始裂纹连接贯通后向边界扩展时出现分叉及二次分叉。     

高速客车蛇行运动Hopf分叉的研究

建立了高速客车非线性系统数学模型,模型中考虑了轨道的整体弹性和阻尼。基于常微分方程的一次近似理论和Hopf分叉理论,研究了高速客车在直线和大半径曲线轨道上蛇行运动的Hopf分叉情况。借助于DEPAR延续算法解决了圆曲线上车辆系统平衡位置难以确定的难题,分析了轨道整体刚度和阻尼、圆曲线半径和外轨超高及转向架悬挂参数等因素对高速客车Hopf分叉速度的影响。研究表明,高速客车在大半径曲线上也有可能出现Hopf分叉现象,并且曲线半径越大、外轨超高越大,车辆的Hopf分叉速度越高,但最大值不会超过车辆系统在直线上运行时的Hopf分叉速度。车辆系统在弹性轨道条件下的Hopf分叉速度高于刚性轨道条件下车辆系统对应的Hopf分叉速度。不论是刚性轨道还是弹性轨道,转向架悬挂参数对车辆系统Hopf分叉速度的影响趋势是一致的。     

裂纹拉杆转子连接界面非线性建模与多参数演变规律研究

针对含拉杆裂纹的转子非线性振动现象,基于Paris裂纹扩展规律,建立了裂纹拉杆刚度模型;以界面接触刚度表征拉杆预紧作用,建立了轮盘接触刚度模型;采用Capone短轴承模型,完成了含拉杆裂纹的转子连接界面非线性动力学建模。通过系统Poincare截面分析发现,在转速与偏心多因素影响下得到的e-n分岔集中,系统在倍周期分岔与拟周期分岔之间交替变化;在裂纹扩展与转速的η-n分岔集中,解的分岔点分布不连续;不同转速下,位移随裂纹扩展的分岔轨迹比较复杂,拉杆裂纹的存在会加速或减缓分岔点的出现。结果表明:拉杆裂纹对转子稳定性作用机理受系统参数集的影响。研究结论对拉杆转子的参数设计与故障识别有一定意义。     

一类带Beddington-DeAngelis反应项的捕食模型平衡态的分歧解

本文利用极值原理,L-S度理论,特征值扰动理论及分歧理论,主要研究了一类带Beddington-DeAngelis反应项的捕食模型在Dirichlet边界条件下的平衡态局部分歧解与全局分歧解,给出了局部分歧解存在的充分条件和稳定性,并且得到其平衡态全局分歧解及其走向。     

一类具有交叉扩散的捕食-食饵模型正解的存在性

本文研究一类带有交叉扩散的捕食-食饵模型正解的存在性．首先,利用最大值原理得到了与交叉扩散系数无关的正解的先验估计;其次,建立了当交叉扩散系数充分大时的极限系统;最后,利用局部分歧理论得到了极限系统在半平凡解附近的局部分歧解的存在性,借助全局分歧理论说明了该极限系统的局部分歧解可以延拓为全局分歧解,并且该全局分歧解随着分歧参数在正椎内延伸至无穷．结论表明：当交叉扩散系数充分大时,两物种可以共存．     

振动筛系统的Hopf-Hopf-Flip分岔与混沌演化

建立了振动筛系统的动力学模型和周期运动的六维Poincaré映射,基于Poincaré映射方法和数值仿真分析了此系统在余维三分岔点附近的动力学行为。研究了其Jacobian矩阵两对复共轭特征值和一负实特征值同时穿越单位圆情况下的Hopf-Hopf-Flip分岔,该系统在此类余维三分岔点附近存在周期运动的Hopf分岔、Flip分岔、环面分岔以及"五角星形"概周期吸引子,揭示了环面倍化以及分形出"五角星形"概周期吸引子并向混沌演化的两种非常规过程,它对于振动筛系统的动力学优化设计提供了理论参考。     

考虑弹性水击效应时水轮机调节系统的Hopf分岔分析

在考虑水轮机调节系统中弹性水击效应的情况下,建立了系统的非线性模型,在此基础上,运用非线性动力系统的分岔理论分别研究了在频率扰动、负荷扰动或无扰动的情况下,由于PID调节器参数发生变化,在系统中可能发生的Hopf分岔现象,在PID参数空间中给出了分岔临界点、稳定域范围以及状态变量随分岔参数变化的分岔图,并与刚性水击情况进行了比较.由此得出结论,由于调节器参数的变化,在水轮机调节系统中可能导致所不期望的持续非线性振荡,为保证系统能够安全稳定地运行,应将调节器参数设定在其稳定域范围内.仿真验证了理论分析的结果.     

某发动机转子-机匣系统局部碰摩的混沌运动研究

以某发动机实验器为基础，研究了转子-机匣系统发生碰摩时的分叉与混沌行为。分析了转子径向碰摩刚度比、偏心质量等参数对转子分叉与混沌特性的影响并与试验结果进行了比较。当转子机匣系统发生碰摩时呈现出非常丰富的动力学行为，除了通过倍周期、阵发性和拟周期分叉进入混沌外，还发现了孪生叉形分叉现象。