对称间隙单自由度振动系统的等效电路仿真和实验

针对对称间隙单自由度振动系统,为了解决仿真速度慢、实验设计难度大的问题,设计了一种在数学模型上完全等效的电子电路,该电路仅使用了运放、电阻和电容等简单的电子器件。通过Multi Sim12.0软件进行仿真,结果和数值计算完全吻合。在仿真的基础上,通过对非线性模块的设计,搭建了硬件PCB电路,应用信号发生器和示波器进行了实验,进一步验证了应用等效电子电路进行非线性振动实验的合理性和正确性,并且具有数值仿真无可比拟的高速运算和动态参数调整的优良特性,为非线性系统的仿真和实验提供了一种参考。     

基于Simulink的非线性振动系统仿真

基于Simulink仿真软件建立了双折线迟滞恢复力的仿真模型,并对非线性振动系统进行仿真。结果表明,Simulink软件编程简单,可靠性高,利用其对非线性迟滞振动系统进行仿真,能够很容易地得到系统的位移、速度及加速度时域曲线,方便、髙效。     

两自由端多自由度振动系统计算程序设计

对两自由端多自由度振动系统进行分析,阐述应用数值计算方法寻找系统主频率的方法.针对该种方法,基于VB语言,编写系统主频率和主振型的计算程序.针对具体系统给出计算结果.总结该程序的特点和局限性.     

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。     

单自由度含间隙和干摩擦碰撞振动系统的分岔与混沌

建立了单自由度含间隙和干摩擦的碰撞振动系统的动力学模型,利用半解析、数值摸拟方法求解系统的响应并给出了判定系统粘滑碰撞准则,阐述了判定系统周期运动稳定性的理论方法,对系统在不同摩擦力影响所呈现出的动力学行为进行了非线性动力学分析,并进一步分析了由干摩擦导致的粘-滑振动行为.     

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。     

二自由度不对称迟滞振动压实系统的响应计算

分析了振动压实过程中被压实材料的不对称迟滞特性,建立了一种分段线性的不对称迟滞模型。在一次近似的前提下,利用谐波线性化方法,将迟滞非线性恢复力转化为等效刚度和等效阻尼表示,用优化算法求解频响方程,得到了二自由度迟滞振动压实系统的幅频响应。通过数值算例分析了模型参数对系统动态响应的影响,发现由于迟滞非线性的存在,随着激励幅度的增大系统会出现软化的趋势。     

振动试验机电传递函数的结构动特性分析

在振动试验中,应用试验件与振动台台面组成大系统的建模方法,建立振动台的台面控制加速度与驱动电压之间的机电传递函数,分析试验件固支模态频率与机电传递函数零点体系之间的对应关系,当将振动控制仪的驱动电压看作为整个系统的广义激励时,试验件的固有频率可以在只有台面控制加速度的情况下得到辨识。最后以π形钢梁的振动试验结果验证了该方法的正确性。     

含间隙多约束碰撞振动系统稳定性分析

针对一类单自由度含间隙多约束碰撞振动系统,通过在碰撞面处建立系统的Poincaré映射,推导系统的Ja-cobi矩阵,将连续动力系统转换为离散动力系统,并利用Gram-Schmidt正交化和范式归一化计算得到系统的Lyapunov指数谱.通过数值模拟,计算系统混沌吸引子与周期吸引子的收敛序列,结合系统相图、单参分岔图及...     

间隙约束悬臂梁振动系统动力行为研究

运用分段线性系统分析理论，研究间隙约束的悬臂梁振动系统在简谐激励下系统稳态响应的动力学行为。首先建立间隙约束的一般线性系统动态响应分析的理论模型，以传递函数为基础，推导系统的动力学分析方程及其求解方法。然后对系统进行数值求解分析，得到该系统稳态响应随激励频率、幅值以及间隙接触刚度和阻尼变化的一般规律。研究结果对于间隙振动系统分析和间隙型减振结构设计都有重要意义。     

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.     

冰箱压缩机2自由度隔振系统动态分析与测试

将某型号冰箱压缩机简化为一种2自由度隔振模型,考虑垂直与侧倾两种运动形态,应用拉格朗日法建立动力学方程,绘制参数变化的幅频响应曲线,分析弹簧刚度、支撑间距、偏心距和系统阻尼对力传递率的影响。通过模态实验法测得2阶固有频率,与理论计算值进行对比,验证了理论分析的可靠性,可为冰箱压缩机结构优化与减振降噪设计提供参考依据。     

斜盘式压缩机活塞滑履间隙对振动的影响

加工精度等因素使得斜盘式压缩机活塞滑履间隙不可避免,不同间隙对压缩机的振动贡献量也不同。首先对同型号不同活塞滑履间隙的压缩机进行仿真分析,再结合试验对不同转速和活塞滑履间隙工况下的压缩机进行振动测试,利用时域信号和频谱分析确定间隙是压缩机空转时的主要振动源之一。通过仿真和试验分析发现,压缩机的振动冲击随着间隙和转速的增加而加剧,试验与仿真结果比较吻合,研究结果为压缩机故障诊断提供参考和依据。     

多自由度齿轮系统非线性动力学分析

建立三自由度多间隙齿轮系统耦合振动模型,综合考虑时变啮合刚度、齿侧间隙和轴承纵向响应等非线性特性因素的影响,并采用变步长4~5阶Runge-Kutta法对系统状态方程进行数值求解。构建系统的Poincaré截面,得到系统的位移-时间映像图,通过分析位移-时间映像图,发现系统在支承间隙较小而支承刚度较大时更加稳定;根据分析位移-时间映像图的结论,选择合理的参数,画出系统随频率变化的分岔图,结合相图和Poincaré映射图分析系统的非线性动力学特性,发现系统在不同激励频率下会发生Hopf分岔、倍化分岔和混沌等现象。     

基于传递函数的发动机附件振动预测

阐述整车异常振动噪声的排查过程,确定问题为发电机和空调压缩机组件1阶共振。通过模态试验和有限元分析结果对比,保证仿真模型准确性,为下一步传递函数分析提供输入。通过测试第三主轴承盖到空压机远端处传递函数,得到结构阻尼信息。采用相同阻尼值,对空调压缩机支架更改前后传递函数进行对比,改进后第1阶模态共振频率提高,同时幅值也有降低。对改进后样件进行整车试验,结果表明,在默认激励保持不变基础上,可通过传递函数来间接反应最终响应结果,从而验证可以利用传递函数对发动机外附件振动进行预测。     

阻尼对叶片非线性振动的影响

将叶轮机叶片简化为悬臂薄板,考虑阻尼的作用,并将叶片所处的环境噪声和空气阻力考虑为简谐载荷。基于Von-karman板的控制理论,建立了考虑阻尼的叶片振动控制方程组。选择一组满足叶片边界条件的模态函数,运用Galerkin法将方程离散,再采用多尺度法对处理后的非线性常微分方程求解。数值分析的结果表明,在线性情况下叶片振动的拍现象比非线性振动更密集,非线性振动的幅频特性曲线存在多值性和跳跃性,叶片的粘性阻尼参数对叶片非线性振动的幅频曲线有影响。     

倾斜角影响下磁悬浮双转子系统的振动分析

针对倾斜角影响下磁悬浮双转子系统的转子振动问题,建立系统10 自由度力学模型,并推导系统的微分方程。通过MATLAB仿真软件中四阶龙格库塔法对系统微分方程进行求解,研究表明转速比和倾斜角的增大均会增大转子到达平衡位置的偏移距离,不同的是,前者会使转子的轴心轨迹变得更为复杂,而后者会增大转子的最大振动幅值。从非线性角度分析发现,转速比的增大会降低转子进入混沌运动的转速,降低系统的稳定性,而倾斜角的存在会使系统产生复杂的运动状态,但倾斜角的增大对系统的稳定性无影响。研究结果可以为磁悬浮双转子系统的设计提供一定的理论指导。     

弹性连接直流电机驱动振动系统的自同步研究

由弹性连接的直流电机驱动的振动系统体积更小,其自同步理论对于小型化同步装置的研制具有重要意义,本文基于理论、仿真对这类系统进行研究。使用Lagrange方程建立振动系统的动力学模型,并通过小参数法得到两电机的耦合方程,将此类振动系统的同步问题转化为小参数耦合方程零值解的存在性与稳定性问题。根据耦合方程零解的存在条件推导两直流电机达到同步运动的必要性条件,并应用Routh-Hurwitz准则得到两电机同步运动的稳定性条件。最后通过数值仿真对理论进行验证。结果表明：系统满足一定参数条件时可以实现相位差在0°和180°附近的两种稳定同步运动。     

考虑支撑间隙的齿轮系统动力学响应分析

以两轴式变速器三档传动齿轮为研究对象,对于通过花键与输出轴连接的从动齿轮,由于制造误差和装配误差,在其中心处所存在的支撑间隙必将影响齿轮传递动态特性,对此以二状态模型描述从动齿轮支撑处间隙副的接触状态及碰撞摩擦特性,建立考虑时变啮合刚度,齿侧间隙,综合齿频误差等非线性特性因素的运动微分方程,采用变步长Runge-Kutta法对状态方程进行数值求解,结合相图、Poincare截面和功率谱密度图,综合分析间隙值大小等因素对齿轮系统的动力学特性的影响。数值算例分析表明,随着间隙值的增大,齿轮啮合线的传递误差从单周期运动逐渐过渡到混沌运动,从动轮的位移响应经历了单周期-准周期-单周期的变化;间隙值过大时,间隙副出现明显的单边接触状态。     

多自由度非线性振动分析的平均法

将单自由度非线性振动分析的平均法推广到多自由度，基于平均化方程可以导出系统的幅频响应特性。结合具体算例，将数值方法求解微分方程而得到幅频特性与本文平均法的结果进行了比较。