干摩擦对碰撞振动系统周期运动的影响分析

建立了含干摩擦对称间隙的两自由度碰撞振动系统的非线性动力学模型, 利用半解析、数值摸拟方法求解和分析了系统运动中存在复杂的粘滑碰撞动力学行为。为了精确地捕捉粘滑碰撞的分界点, 给出了判定系统粘滑碰撞的方法及粘滑碰撞过程中的衔接准则。并进一步分析了系统对称的周期运动、拟周期运动、粘滑碰撞运动和混沌行为以及干摩擦对系统所呈现出的动力学行为的影响。     

两自由度干摩擦振动系统的粘滑运动分析

干摩擦结构广泛存在于机械系统中,由此引起的振动行为属于典型的非光滑动力学研究范畴。通过将含干摩擦非线性振动系统看作一分段线性系统,提出了求解各粘滑状态阶段解析解的方法,并以两自由度干摩擦振动系统的力学模型为例进行了数值模拟,进而分析了由干摩擦导致的粘滑振动行为。     

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.     

干摩擦作用下贮液器的非线性振动与分岔

研究了干摩擦作用下贮液器的非线性振动，利用非线性振动理论与实验模态分析相结合的方法，求出了该系统的极限环和Ｈｏｐｆ分岔解，分析了干摩擦粘滑系数及搓动速度在非线性振动中的作用。本文的方法和结论对同类非线性振动的研究具有一定的参考价值。     

小提琴弓弦系统的振动形态及振动机理研究*

小提琴弓弦系统的振动机理非常复杂。通过分析传统弓弦粘滑摩擦振动模型和弦振动现代理论模型以及弦振动形态实验,提出了基于能量状态变换的单摆摩擦振动模型。该模型考虑了振动系统的能量状态变化,并对振动周期给出限制,从而较好体现了小提琴琴弦的振动行为。设计了基于高速摄影的非接触式光学测量系统。通过实验,测量了拨弦和拉弦两种不同机制的弦振动状态参数,特别对弦上各点的振动位移和周期、相位变化、弦振动的瞬态和包络状态等进行了实验测量和理论分析,从而探明了小提琴弓弦之间摩擦振动的状况和特性。     

谐波激励下多尺度粘滑干摩擦系统混沌

针对振动环境下结合面存在复杂多尺度粘滑摩擦现象对系统非线性动力学行为有重要影响,而干摩擦系统动力学研究中采用较多的库仑摩擦模型不能准确反映结合面非线性机理等问题,以典型的含结合面干摩擦振动系统为研究对象,采用关于滑动位移的迟滞本构关系描述结合面多尺度粘滑摩擦现象,建立含结合面多尺度粘滑干摩擦系统动力学方程,用中心差分法获得谐波激励下非线性系统数值解。研究系统在1:1及1:2共振条件下系统稳态动力响应规律,获得系统在激励参数变化下的分岔形态。发现在1:1共振下因存在横截异宿点,运动具有极端敏感性,随参数变化出现倍周期分岔及混沌等多种运动形态的复杂动力学行为;1:2共振下因存在无穷个同宿分支点,小扰动亦可能出现混沌运动。     

内共振系统的干摩擦自激振动

针对一类双质体-传输带干摩擦系统,分析系统平衡点稳定性,利用数值方法揭示系统在非内共振、1:2和1:3内共振三种情况下的非线性动力学现象.分析可知,随着传输带速度减小,系统的静平衡状态失稳,出现纯滑动和粘滞-滑动形式的干摩擦自激振动,导致多环复杂运动甚至混沌.内共振状态对干摩擦自激振动有着重要影响.     

干摩擦自激振动周期解的同伦方法

针对一类单质体-传输带干摩擦系统,首先对系统平衡点进行稳定性分析,然后利用同伦方法研究系统的纯滑动和粘滞滑动形式的干摩擦自激振动。通过适当选取基函数,定义初始猜测解、辅助线性算子和非线性算子,计算到二阶或三阶近似即可得到精度较高的解析近似解。由于粘-滑极限环的由两个阶段组成,具有非光滑特点,在计算其滑动阶段时,可以允许近似解中出现长期项。     

三分之一固有频率谐激励下干摩擦振子的三分之一亚谐双stop粘滑运动

简单的摩擦振子蕴藏着复杂的粘滑运动。由于摩擦的非线性非光滑特征,使得摩擦振子的理论分析相当困难,粘滑运动的数值仿真耗费大量时间。首先分析了干摩擦振子的亚谐双stop粘滑运动。进而给出了激励频率为固有频率三分之一时,干摩擦振子的双stop粘滑运动的精确解。并给出了此粘滑运动的存在的范围。最后用数值仿真验证了理论解。     

摩擦激励下螺旋桨推进轴系自激振动特性分析

水润滑轴承摩擦诱导的螺旋桨推进轴系振动是造成舰艇艉部高频振动噪声的重要诱因。针对摩擦诱导的螺旋桨推进轴系非线性自激振动特性进行研究。基于拉格朗日方程和模态叠加方法建立摩擦激励下螺旋桨推进轴系的非线性动力学方程,轴承—轴颈的动摩擦特性采用速度依赖型的Stribeck摩擦模型进行描述,同时考虑非线性摩擦、扭转振动和横向振动的耦合作用。运用Newmark-β和Newton-Raphson迭代相结合的方法求解系统非线性动力学响应。分析结果表明,在摩擦激励自激振动作用下系统动力学特性均被激发,系统的弯扭耦合振动特性易诱发螺旋桨推进轴系产生摩擦自激振动现象。     

多界面干摩擦系统的减振特性及设计方法研究

作为一类非线性阻尼, 干摩擦阻尼器的减振效果通常与激振力水平直接相关, 且往往只在一个激振力水平下具有最佳振动抑制效果。为改善其“激振力-减振效果”特性, 提出了设计多界面干摩擦系统的思路。从一类可描述扭转振动的集总参数模型出发, 探讨了此类系统的可行性, 并给出了无量纲的动力学方程组。其次, 提出了一种改进的时/频转换方法, 用以分析包含任意干摩擦界面系统的频域响应, 考虑了每个干摩擦界面上可能出现的周期内“滑移”、“滑移-阻滞”和“阻滞”运动状态。同时, 用相应的数值积分方法验证了该方法的正确性和在计算速度上的优势。在此基础上, 分析了干摩擦界面的个数、临界摩擦力和质量对系统特性的影响, 以二界面和三界面干摩擦系统为算例, 阐明了采用多个干摩擦界面改善系统减振性能的机理和设计方法。     

基于微滑移模型的B-G型叶片干摩擦缘板阻尼器减振特性研究

在干摩擦接触面间引入弹性剪切层来模拟干摩擦接触,考虑摩擦接触界面在振动过程中可能经历完全粘滞、局部滑移、完全滑移三个阶段,提出一种改良的微滑移摩擦阻尼模型。在该阻尼模型基础上对摩擦力-位移迟滞曲线进行了仿真,得到了符合工程实际的迟滞曲线;分析了不同外力下接触面上的摩擦分布,揭示了微滑移模型的本质;利用一次谐波平衡与等效线性化相结合,研究多种参数对阻尼器等效刚度和等效阻尼及减振特性的影响,得到的减振规律为工程中该类阻尼器设计提供了指导。     

带凸肩叶片的稳态响应计算及其阻尼减振分析

研究干摩擦理论在航空发动机叶片组振动控制方面的应用，着重分析带凸肩叶片的动力特性及凸肩干摩擦副的阻尼减振规律。在引入凸肩干摩擦非线性连接元概念的基础上，将固定界面模态综合法推广应用于带凸肩叶片组动力有限元模型降阶；提出用阻尼因子解决凸肩干摩擦阻尼大小的度量问题；在稳态特性数值计算中构造了两步迭代算法，改善了Ｐｉｃａｒｄ单步迭代法收敛性差的缺点。编制了相应的计算程序，完成两叶片系统计算模型的数值分析。     

轴-壳耦合系统摩擦振动

推进轴系与壳体的组合是水下航行器的主要结构,而艉轴承支撑轴系与壳体连接中最大负载。采用有限元法与子结构模态分析法综合,建立轴系-壳体耦合结构有限元模型及子结构耦合模型,研究该耦合系统在摩擦激励下的振动特性,分析了摩擦引起系统自激振荡的影响因素及摩擦振动引起系统粘-滑运动的特点。旨在建立准确的轴、壳耦合系统振动的原理模型,分析摩擦力下系统振动响应。     

干摩擦动力吸振器简谐激励响应计算的最优化方法研究

研究了两自由度滑动摩擦系数随相对速度变化的干摩擦吸振系统简谐激励响应计算问题，提出了最优化处理方法，并推导了相应的迭代方程。通过一个数值例分析，考察了干摩擦动力吸振器的性能及简化为理想干摩擦模型时带来的计算误差。     

浮置板道床非线性动力特性分析

本文针对新型的浮置板减振轨道，建立了具有三次非线性和Coulomb摩擦阻尼的的动力学模型，利用Fourier级数法和谐波平衡法，研究了列车荷载作用下浮置板轨道系统的频率响应特性，通过对弹簧刚度、阻尼等参数的研究，分析了系统参数对浮置板轨道减振特性的影响，并应用能量守恒方法研究了稳态响应的稳定性。     

舵结构系统的飞行自激振动特性

针对舵结构系统在飞行当中出现的自激振动现象,提出了含间隙和库仑干摩擦舵结构系统在非定常气动力作用下的振动力学模型,基于理论分析揭示了舵结构系统飞行自激振动现象的发生机理,并通过数值计算模拟了包含高次谐波的舵结构系统自激振动,得到了与飞行实测结果一致的现象和规律。     

金属簧片阻尼隔振器性能分析

建立了金属簧片隔振器振动系统的动力学模型,通过有限元计算得出摩擦力曲线,进一步采用动力学方程研究了系统在简谐激励和冲击激励下的响应.结果表明:电子机柜采用该隔振器,能使最大加速度降低72%,说明该隔振器具有良好的减振隔振和抗冲击性能,为干摩擦隔振器优化设计提供了理论依据.     

边界摩擦条件下含有预紧的对合碟簧隔振单元的振动特性

为研究对合碟簧的摩擦对隔振单元振动特性的影响,设计了一种存在预紧的对合碟簧隔振单元,建立了考虑边界摩擦条件下对合碟簧组的刚度模型.通过准静态加载试验验证了该刚度模型的正确性;并提出了该碟簧隔振单元的非线性动力学模型,应用平均法对对合碟簧隔振单元的自由振动进行分析,得出影响系统自由振动频率的各项因素;对基础激励下对合碟簧...