谐和激励下强非线性杜芬-范德波振子的响应

为了研究力学与电子系统中典型强非线性系统的性质,提出求解强非线性刚度的杜芬-范德波振子谐和激励下响应的平均法.基于系统的哈密顿作用量及相位差是慢变量而角变量是快变量原理,通过对角变量的平均推导出系统共振时作用量及相位差的平均方程,给出不同参数时系统稳态响应的频响曲线,经过数字模拟研究了系统锁相运动的稳定性,得到了确定稳定域的近似公式并讨论了该近似公式的适用范围.数值仿真结果表明, 用该平均法预测系统的稳态响应具有很高的精度,且该方法可适用于非常强的非线性系统.     

船舶参-强横摇动力学系统的稳定性

系统地研究了船舶参-强激励动力学系统的稳定性.由于所讨论的系统模型为含有变系数的非线性微分方程模型,用构造李亚普诺夫函数的方法讨论该系统的稳定性非常困难,所以利用数值级数方法来讨论该系统的稳定性,并结合算例进行了论述.结果表明,该模型可得到横摇非线性动力学系统的近似解,并通过参数曲线得出了模型的稳定性和幅频响应特性.     

T型橡胶减振器非线性特性分析与预压缩量设计

为研究T型橡胶减振器的结构型式和材料性能对其非线性动力学特性的影响,并提高其对飞行环境的适应能力,改善其在恶劣环境下的使用性能,提出了一种含分段线性刚度及阻尼和立方刚度的双层级非线性动力学模型。首先,对T型橡胶减振器进行了简化建模,并采用等价线性化方法,推导得到了分段线性系统的等效刚度和等效阻尼。其次,利用谐波平衡法分别数值模拟了等幅值外力载荷正弦扫频激励下分段线性刚度系统和立方刚度系统的非线性频响函数,验证了构建模型的有效性。最后,进行了T型橡胶减振系统在基础位移正弦扫频条件下的传递特性试验,并与数值计算结果进行了比对。研究结果表明,针对T型橡胶减振器,较低激励载荷即可导致结构型式的渐进软化,较高激励载荷才能引发材料性能的动态软化;该模型能够较好的模拟T型橡胶减振器具有的渐软刚度和渐小阻尼的非线性特性。此外,从航天工程应用的角度出发提出了针对大过载、强振动环境进行预压缩量设计的方法。     

非线性系统受随机激励时的缓冲设计

利用平均能量法对非线性系统在随机激励下的缓冲设计问题进行了分析研究．     

在非线性主系统上应用非线性动力吸振器

为了克服在线性主系统上应用非线性动力吸振器时的某些缺点,作者在主系统的弹簧上增加了非线性性质,从而得到了一个主、副系统都具有非线性弹簧的二自由度系统模型。我们绘制了主系统的幅频响应曲线。该曲线充分说明了在非线性主系统上应用非线性动力吸振器的优点。文中所提供的计算方法是此类吸振器的设计者的有力工具。文中提供的有关吸振器诸参数变化时幅频响应曲线如何变化的规律,对设计者是很有指导意义的。     

大型射电望远镜悬挂馈源结构的非线性力学分析

从降低风荷的角度 ,设计了大型射电望远镜的悬挂馈源舱体外形及舱内框架支撑结构 .对馈源悬挂系统进行了非线性有限元静力分析 ,结合优化方法 ,联立迭代求解了馈源舱体的位置、姿态、悬索的悬链线、张力和长度 ,为进一步系统地模拟分析非线性馈源悬挂系统在随机风荷作用下的风振响应奠定了基础 .     

非线性系统核函数的分析

较为系统地研究了非线性系统的核函数及其在外部干扰信号作用下受到的影响，提出了非线性系统固核函数以及非线性系统在外部干扰信号作用下产生的非固有核函数的辨识求解方法，并给出了一些十分有用的结果与结论。     

系统受随机激励时的可靠性分析

主要研究非线性缓冲包装系统受随机激励时的失效分析计算问题 ,非线性缓冲包装系统受随机激励时会产生随机振动响应 ,从而使得非线性缓冲包装系统内部产生随机的交变应力。因交变应力而使非线性缓冲包装系统失效的原因有两种 :第一种是因为应力的幅值超过了缓冲包装系统的许可应力 ;第二种则是随机的交变应力所形成的累积效应使缓冲包装系统产生疲劳破坏。主要研究第二种情况时的失效分析计算问题。对于受随机振动的非线性缓冲包装系统 ,通过引进VanderPol变换 ,采用计算平均输入功率和平均输出功率的方法 ,发现在一定条件下 ,系统新的变量将趋于一个联合马可夫过程 ,从而可建立起相应的FPK方程 ,通过求解该FPK方程 ,采用穿越分析技术和Miner准则 ,可计算出系统因随机振动而导致的疲劳破坏概率或平均失效时间。     

刚性转子——SFD系统双稳态响应的非线性分析

本文从刚性转子——SFD(Squeeze Film Damper,即挤压油膜阻尼器)系统的频响方程出发,求得了系统频响曲线的骨架曲线和共振振幅轨迹线;分析了产生双稳态的原因及系统参数对跳跃的影响。发现双稳态跳跃的非线特性为Duffing型非线性与附加分岐型非线性及两者的组合。     

非线性系统核函数的分析

较为系统地研究了非线性系统的核函数及其在外部干扰信号作用下受到的影响,提出了非线性系统固有核函数以及非线性系统在外部干扰信号作用下产生的非固有核函数的辨识求解方法,并给出了一些十分有用的结果与结论.     

起落架磁流变减振系统的特性分析研究

大型飞机的安全研究,起落架是保障飞机起飞与降落安全的关键部件,该文根据起落架的减振系统对其进行动力学特性分析。由于磁流变阻尼力的出现,导致了起落架磁流变减振系统成为了非线性系统,为了研究系统特性,通过对其非线性部分线性化,构造出起落架磁流变减振系统的动力学数学模型,分析不同阻尼比下机身位移、机身加速度、起落架位移和起落架动载荷的频率响应,并对跑道的随机路面激励时域特性分析,这对起落架磁流变减振系统结构设计和减振系统优化控制具有重要意义。     

汽车离合器扭振减振器的工作特性

利用计算机控制的电液伺服扭转激振器对汽车离合器扭振减振器进行了静态和动态试验分析，主要研究了减振器工作特性在不同激振频率和不同工作载荷下的变化情况。     

被动式电磁阻尼器在线消除油膜振荡研究

采用非线性稳态短轴承模型,以多自由度转子系统为研究对象,运用模态降阶和变步长的Newmark积分方法,对油膜振荡的各种影响因素、轴颈的涡动轨迹、频谱进行了计算分析.计算结果表明,增加外阻尼可以消除复杂的轴心轨迹以及降低半频涡动的峰值.在理论分析的基础上提出了通过增加电磁阻尼在线消除油膜振荡的方法.在一个带有六圆盘的实验台上进行了实验研究,给被动式电磁阻尼器施加电流,油膜振荡消除,关掉电源,油膜振荡又出现.阻尼器安装在轴的外伸端,无需改变机器结构,且不影响机器的正常运行.     

磁流体-泡沫金属阻尼器减振性能的研究

基于磁流体的性质随磁场强度变化及泡沫金属孔隙微小、均匀等特点,将磁流体与泡沫金属两种材料结合,提出了一种新型磁流体阻尼器.建立了新型磁流体阻尼器的阻尼力模型及其减振系统的非线性数学模型.通过实验验证了磁流体阻尼器的减振性能.结果表明,提出的非线性模型能较为准确地反映新型磁流体阻尼器的阻尼力特性和减振特性;在一定参数范围内,该磁流体阻尼器能满足振动系统对不同阻尼的要求.     

BP神经网络在消能结构中的仿真应用研究

采用BP神经网络对支撑变形影响下的非线性粘滞消能器两端的位移幅值与层间位移幅值之比与消能器的阻尼系数、支撑的总水平刚度、结构的振动周期、层间位移幅值、消能器的非线性指数之间的关系进行预测仿真.仿真结果表明采用BP神经网络预测非线性粘滞消能器两端的位移幅值与层间位移幅值之比是有效且可行的.此外,还讨论隐含层结点数的合理确定.     

基于模态联合仿真寻优法的机床刀具结合部参数辨识方法

为保证机床加工时的切削稳定性,获得准确的稳定性叶瓣图（切削速度-切削深度关系图）,需要得到机床刀具刀尖点的频率响应函数（FRF）。刀尖在加工时处于旋转状态,无法通过粘贴式传感器直接获取其频率响应函数。针对这一问题,提出了通过准确辨识刀柄结合部间动力学参数来预测刀尖频响。为实现刀柄结合部的动态参数识别,提出了基于模态分析理论的联合仿真寻优法的辨识方法。该方法通过均布弹簧-阻尼单元模拟结合部接触特性,以模态实验测得前2阶模态固有频率及其对应的振幅为目标约束,以结合部间的刚度和阻尼为变量进行有限元分析,采用最小二乘法构建二者的多目标优化函数,并在MATLAB-ANSYS集成环境下建立非线性规划函数寻优任务实现结合部动力学参数的辨识。为了提高辨识效率减少调用有限元分析的次数,采用了样本点构造的方法;为了避免因采样点选取不合理而造成计算量增加,采用了采样区间归一化的处理方式。最后,将优化识别结果通过弹簧单元指令代入有限元模型进行谐响应分析来预测刀尖FRF,对比有限元仿真与模态试验对应测点的频响数据。结果表明,二者的频率响应函数曲线拟合度较高,且前2阶的固有频率误差分别仅为0和0.04%。验证了该方法的可行性,为进一步获得稳定叶瓣图提供支持。     

冲击减振器减振机理的研究

本文用简单可靠的数值仿真方法对冲击减振器进行了全面研究。研究结果表明:冲击减振器在其主系统的固有频率附近有很强的减振能力,因而特别适用于抑制机床颤振。冲击块与主质量之间的摩擦是冲击减振器的不利因素。碰撞消耗能量也不是冲击减振器减振的主要原因。 实验和数值仿真的结论相符。     

磁流变智能镗杆的动态特性测试与分析

为了给磁流变智能镗杆制定有效的颤振控制策略,对其动态特性进行了测试与分析.通过瞬态激振方法对智能镗杆的刚度与阻尼特性关于磁场强度大小的变化规律进行了研究,结果显示其刚度特性随磁场强度的增加而单调增加,阻尼变化则为先增后减;采用稳态激振法对智能镗杆的动态特性与外界激振频率、幅值和磁场强度之间的关系进行了研究,结果表明,在以磁流变材料屈服前系统共振频率为中心的频段内,系统会出现强非线性现象,且磁场强度越高,非线性频段就越窄.     

新型可控磁流液阻尼器的应用研究

可控磁流液(MR)阻尼器具有半主动控制、快恢复、体移小、输入功率低、易安装、安全、可靠、静音、商品化等优点，是近年来国际工程振动抑制领域广泛研究的热点问题，可望取代普通的无源液压阻尼器，成为新一代工程振动抑制阻尼器件，对工程结构性系统减振性能提高带来革命性的突破．论文重点介绍该智能驱动器件的基本工作原理和主要的性能特点，以及描述其阻尼力对相对速度(f-v)工作特性的滞环非线性模型，并结合路面汽车的性能要求，对该类滞环非线性系统的控制问题提出了若干研究方向，有助于加速该新智能驱动器件在实际工程系统中的应用研究。