采用改进Bingham模型的非线性汽车悬架的主共振

采用一种改进的Bingham模型描述汽车悬架中的非线性阻尼力，模型中的各参数具有明确的物理意义。都与阻尼器的特性有关。利用平均法研究了单自由度多频激励非线性汽车悬架系统的主共振，得到了一次近似解。然后，对理论解进行了数值验证，并研究了系统参数对主共振的影响，从而可以更加有效地控制汽车振动。     

非线性转子—密封系统的亚谐共振失稳机理研究

研究单圆盘转子－密封系统的亚谐共振失稳机理，密封力采用Ｍｕｓｚｙｎｓｋａ模型。文［１］曾研究了平衡系统的Ｈｏｐｆ分岔，表明转子平衡态失稳后进入周期涡动状态，本文研究不平衡质量对失稳运动的影响，即周期扰动的Ｈｏｐｆ分岔问题。研究得到了转子在分岔点附近的１／２亚谐共振情况下的振动性态，为转子亚谐共振故障的识别和预防提供了一些新的理论依据。     

分数阶Duffing振子的亚谐共振

研究了含分数阶微分项的Duffing振子的亚谐共振,利用平均法得到了系统的一阶近似解。提出了亚谐共振时等效线性阻尼和等效线性刚度的概念,分析了分数阶微分项的系数和阶次对系统动力学特性的影响。建立了亚谐共振定常解的幅频曲线的解析表达式,并得到了亚谐共振周期响应的存在条件和稳定性判断准则。最后进行了数值解和解析解的比较,证明了解析结果的准确性,并通过数值仿真研究了分数阶微分项的参数对亚谐共振解的存在条件、稳定性条件和系统幅频曲线的影响。     

含双时滞振动主动控制系统超谐共振及亚谐共振分析

该文采用增量谐波平衡法求解含双时滞振动主动控制系统的超谐共振和亚谐共振响应。讨论了使系统发生亚谐共振的激励频率取值范围,分析了时滞、反馈控制增益、激励幅值、非线性项系数等系统参数对系统超谐共振和亚谐共振响应的影响规律。结果表明:各参数对系统的超谐共振和亚谐共振响应有显著影响,发生亚谐共振的外激励频率的实际取值范围,受到各系统参数的影响。     

含PID控制器的迟滞非线性控制系统的主共振及奇异性

针对含PID控制器的迟滞非线性闭环控制系统,用Backlash神经网络模型逼近系统迟滞非线性部分,建立动力学模型。研究了系统在简谐激励下的主共振,利用平均法得到了系统的分岔方程,并用奇异性理论进行了分析,得到了转迁集和分岔图。另外还研究了系统参数对开折参数和分岔参数的影响,从而为系统参数的选择提供理论指导。     

用MLP法求强非线性保守系统的次谐共振周期解

在两种改进的LP解法的基础上，将它们结合起来，用于求强非线性保守系统的次谐共振周期解。研究了Dufling方程的1／3亚谐共振周期解和2次超谐共振周期解，结果表明本方法既可求得一类强非线性保守系统的次谐共振周期解又能提高解的计算精度。     

结构密集模态二分之一阶亚谐共振与线性模型失效问题研究

通过对一个两自由度密频近线性系统１／２阶亚谐共振响应分析,研究了密集模态间弱非线性耦合作用在副共振中的表现形式,如典型的Ｈｏｐｆ分叉导致的概周期响应等,着重考察了线性模型失效途径。     

温度场中输电线在谐扰力作用下的1/3次亚谐共振研究

研究输电线在温度场中谐扰力作用下的1/3次亚谐共振问题,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方程。根据非线性振动的多尺度解法,得到系统满足1/3次亚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、系统阻尼等对系统的影响。得到系统失稳的临界温度。系统随着调谐值和温差的增加,响应曲线的幅值增加;随着阻尼的增加,幅频响应曲线向开口方向移动。     

受机械力作用金属／陶瓷功能梯度板的亚谐共振研究

研究机械力作用下金属，陶瓷功能梯度薄板1／3次亚谐共振问题。按照功能梯度薄板的非线性动力学方程，得到金属，陶瓷功能梯度薄板受横向机械力作用的非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法得到系统1／3次亚谐共振近似解并进行数值计算。分析阻尼、激励、几何尺寸等参数对系统1／3次亚谐共振幅频响应曲线的影响。     

一类半主动控制非线性系统的动力学分析

对一类采用半主动控制的非线性系统进行了解析研究。利用平均法得到了该系统在主共振情况下的一阶近似解,并通过奇异性理论在系统的激励幅值和频率调谐量构成的参数空间中对分岔模式进行了分类,表明系统的响应为双翼尖点分岔的普适开折。研究结果证明,该方法不但可以分析半主动控制系统的动力响应,还可以得到该系统的各种分岔行为,从而可用于这一类半主动控制非线性系统的动态分析和控制。     

铁道车辆悬挂系统振动特征频率灵敏度分析

摘 要: 针对二阶常微分方程描述的车辆系统动力学数学模型,推导了系统特征参数灵敏度分析表达式。以二系悬挂6自由度铁道车辆悬挂系统为例进行了车辆系统振动特性参数灵敏度分析,讨论了车辆系统刚度矩阵中对车辆沉浮和点头振动影响较大的元素,通过灵敏度分析指明了悬挂参数的修改方向,为车辆悬挂系统的动态设计提供了有效的方法。
     

磁流变阻尼器系统的非线性动力学分析

以单自由度非线性磁流变阻尼器系统为研究对象,通过变换磁流变阻尼器的外加电压,对系统实施半主动开-关控制。在分析系统运动特征基础上,给出了系统的运动微分方程,利用平均法进行分析求解。根据奇异性理论得到系统基的普适开折以及特例情况下的转迁集。并将磁流变阻尼器应用到转向架横向动力系统的振动控制中,分析了系统参数对幅-频特征曲线以及稳定性的影响     

Active control of non-stationary response of a two-degree of freedom vehicle model with nonlinear suspension

Active control of non-stationary response of a two-degree of freedom vehicle model with nonlinear passive suspension elements is considered in this paper. The method of equivalent linearization is used to derive an equivalent linear model and optimal control laws are obtained by using stochastic optimal control theory based on full state information. Velocity squared quadratic damping and hysteretic type of stiffness nonlinearities are considered. The effect of the nonlinearities on the active system performance is studied. The performance of active suspensions with nonlinear passive elements is found to be superior to the corresponding passive suspension systems.     

层合薄壁圆柱壳1:1内共振研究

针对一端固定,一端自由的层合薄壁圆柱壳模型,根据Donnell’s非线性简化壳理论建立其非线性振动方程。采用Galerkin方法对非线性振动方程进行离散化,应用平均法对系统包含两个相邻轴向模态的非线性振动响应进行了解析分析,与数值模拟进行了比较,并得到了不同参数对层合薄壁圆柱壳复杂的振动响应的影响。结果表明,1）由于所选的两个相邻轴向模态频率相距较近,能量在两个模态之间相互传递,系统存在1:1内共振现象;2）系统复杂的振动响应受激振力大小和非线性项的影响比较大,而对于阻尼不敏感。     

基于微分几何法的非线性分数阶悬架主动控制

现有主动悬架的研究主要以线性弹簧和线性阻尼组成的悬架系统为研究背景,但油气悬架、空气悬架和磁流变悬架等实际悬架不仅具有非线性特性,而且同时具有黏弹性材料的特点。因此含有非线性刚度和分数阶阻尼的悬架模型能更准确地描述悬架的动力学性能。针对含有三次方非线性刚度及分数阶阻尼的二自由度1/4汽车悬架模型进行研究,利用Oustaloup滤波器算法对悬架系统中的分数阶微分进行近似计算,分别采用PID控制器和基于微分几何理论反馈线性化的LQR控制器对该悬架系统进行主动控制。结果表明,基于PID控制器的主动悬架和基于反馈线性化LQR控制器的主动悬架都能有效提高汽车悬架的舒适性和稳定性,其中反馈线性化LQR主动控制效果明显优于PID控制。     

横向磁场中机械载荷作用梁式薄板的非线性主共振

研究了磁场环境中受机械载荷作用梁式薄板的非线性主共振问题。在给出薄板的非线性电磁弹性耦合运动基本方程及电磁力表达式的基础上，得到了横向稳恒磁场和机械载荷共同作用下梁式薄板的振动方程。应用伽辽金积分法，并进行无量纲化处理，进一步导出了相应的非线性振动微分方程。采用平均法对主共振问题进行了求解，得到了稳态运动下的幅频响应方程。通过算例给出了几种情况下的幅频响应曲线图和时间历程图，分析了板厚和磁场对系统振动的影响。     

Effects of uncertain suspension parameters on dynamic responses of the railway vehicle system

Due to the manufacture error, design tolerance and time-varying factors, the suspension parameters of railway vehicles are always uncertain. This paper investigates the stochastic vibration of the railway vehicle system with uncertain suspension parameters. The energy method and Hamilton’s principle are adopted to derive the governing equations of the deterministic railway vehicle system, in which the rigid and flexible modes of the railway car body can be considered. Based on the deterministic model, the polynomial chaos expansion (PCE) method is further employed to perform the uncertain analysis of the railway vehicle system. The global sensitivity analysis of the stochastic response of the railway vehicle with uncertain parameters is further carried out based on the PCE method and Sobol indices. The accuracy of the proposed method is validated by comparing the obtained random results with those from the published literature and satisfactory agreements can be observed between them. Furthermore, the effects of uncertain suspension parameters on the stochastic vibration characteristics of the railway vehicle system are discussed, which can be used as the reference for the dynamic design of the railway vehicle system. The numerical results show that the computational efficiency of the PCE method is significantly improved compared with the Monte Carlo method.     

基于惯容器-弹簧结构体系的车辆悬架结构设计与试验

为进一步拓宽应用惯容器的车辆悬架结构设计思路,基于"惯容器-弹簧-质量"系统反共振,以并联的"惯容器-弹簧"二元件为结构基础构建两种不同车辆ISD悬架结构。通过遗传优化算法获得悬架结构参数,在频域范围内对比分析传统被动悬架及Ⅰ、Ⅱ型悬架系统性能。结果表明,所建悬架结构可有效抑制车身偏频处振动。对性能较优Ⅱ型悬架进行试验研究,搭建含Ⅱ型悬架结构的车辆四分之一悬架试验台架,在随机路面输入下对悬架平顺性评价指标定量分析。悬架动行程均方根值提升16.24%,轮胎动载荷均方根值提升6.75%,车身加速度均方根值略有改善。表明该悬架结构能有效改善车辆的行驶平顺性与操纵稳定性。