滚动轴承非线性振动特性探讨

主要研究了滚动轴承支承转子系统的非线性振动及相关的轴承破坏问题。采用滚动轴承的非线性刚度表达式，建立了滚动轴承支承刚性转子系统的力学模型和数学模型；通过对数学模型的求解，得出了系统振动的反应曲线和骨干曲线；揭示了滚动轴承的非线性振动是其高速运转时破坏的原因之一，并从理论上解释了球轴承和滚子轴承的动力特性差异。附图４幅，参考文献３篇。     

变载荷系统应用非线性振动理论的创新与实践

本文探讨了在长距离水平输送机的变载荷系统中,应用非线性振动理论与自同步理论,采用近共振方法设计变节距弹簧,且辅以调频技术等,使结构大为简化,取得了节能、降耗、降噪、高效的显著效果。本文可对从事此领域研究和应用的工程技术人员有一定的参考价值。     

复合材料薄壁箱梁的非线性自由振动分析

根据复合材料特性、梁的几何非线性和哈密尔顿原理,建立了复合材料薄壁梁的模型及非线性平衡方程。基于悬臂梁的边界条件,对非线性自治系统进行有限差分离散处理,得到了系统的质量和刚度矩阵。运用MATLAB振动工具箱进行模态分析,求得CUS和CAS架构下薄壁箱梁的前三阶固有频率与铺层角的变化关系,并对两种架构下的结果进行对比分析。在有限差分离散的基础上建立非线性薄壁梁的状态空间,运用时间离散和MATLAB振动工具箱对非线性自治系统进行仿真,求得CUS架构下不同铺层角度时的时间位移曲线和非线性振动幅度与铺层角之间的变化关系。     

电动机-弹性连杆机构系统非线性振动分析

以三相交流电动机一弹性连杆机构系统为研究对象，考虑三相交流电机转子振动偏心时不均匀气隙的气隙磁场以及弹性构件的几何非线性，用有限单元法建立系统的耦合动态方程，并在此动态方程的基础上利用摄动法分析该系统在电磁力、自激惯性力及其他外力作用下的非线性振动特性，揭示该系统非线性振动特性与驱动电机电磁参数、机构的结构参数以及材料参数等之间的内在联系。本文工作对进一步深入研究机电系统的动态特性有较大意义。     

变刚度曲轴弯扭耦合振动分析

曲轴作为压缩机的关键部件,其振动形式复杂且相互耦合。针对曲轴旋转时弯曲刚度不断变化的特性,给出了变刚度的曲轴振动模型,推导了弯扭耦合振动的非线性微分方程组并应用多尺度法求解。求解结果和曲轴实例分析表明,由于变刚度的影响,曲轴的弯曲、扭转振动发生更大振幅的耦合振动。相比定刚度解,变刚度曲轴的轴心轨迹波动、弯曲振动振幅明显增大。在扭转振动主共振时,弯曲振动也出现较大振幅,忽略变刚度因素,将造成较大的误差。     

热连轧机工作辊水平-垂直非线性振动特性及抑制

基于振动情况下轧制界面水平-垂直方向摩擦力模型和动态轧制力模型,考虑轧机的结构和工作辊轴承座与牌坊立柱间的摩擦力等因素的影响,建立了热连轧机工作辊水平-垂直系统的非线性振动模型。运用平均法求解得到幅频特性方程,分析外扰力和非线性参数等因素对系统幅频特性的影响,为抑制轧机工作辊水平-垂直振动提供理论指导。通过分析李雅普诺夫指数和位移分岔图,发现系统随外扰力幅值变化表现出周期、倍周期和混沌等不同运动状态。最后,通过分析工作辊轴承座与牌坊立柱间有无衬板间隙这两种情况下的幅频特性及衬板间隙对系统振动的影响规律,提出一种抑制工作辊水平振动和垂直振动的方法,仿真和实验结果均表明该方法有效。     

库仑摩擦对自由振动特性的影响分析

摩擦现象广泛存在于机械运动中,不仅影响机械的寿命、精度和工作效率,还会对机械的动态特性产生较大的影响。但在常见的机械振动研究分析中,摩擦力作为阻尼所发挥的作用却常常被忽略,使研究结果不能真实反映事实。文中从理论、解析、仿真等多个方面,研究了库仑摩擦的非线性特性对自由振动系统运动特性的影响。     

简支矩形屈曲薄板非线性振动特性及分叉分析

本文分析参数激励下简支矩形屈曲薄板非线性振动特性及分叉行为。讨论板的几何参数、激励参数对分叉行为的影响。用Ｍａｎｉｋｏｖ法分析全局分叉。     

基于二次摄动法的SMA层合梁非线性自由振动分析

为对SMA(形状记忆合金)层合梁的非线性自由振动进行分析,使用Brison一维本构模型描述SMA的力学特性,基于不同剪切函数和Von Karman大变形理论,建立梁质点位移与应变之间的关系,使用Hamilton变分原理,获得在弹性地基上两端简支SMA层合梁的动力学方程并进行无量纲处理。使用二次摄动法获得SMA层合梁的非线性自由振动方程。研究不同SMA体积分数、预应变、SMA铺设角度、温度变化对非线性振动的影响。     

轧机振动及非线性分析

分析了轧机振动的形式，扭转振动、垂直振动以及机电共振，并从机电两方面分析了轧机产生振动的原因，主要是由设备的间隙、电机内部非线性及功率元件的非线性等因素引起。     

基于振动能量流的含呼吸裂纹悬臂梁非线性振动特性研究

裂纹是重大悬臂梁结构中常见的一种损伤形式,尽早识别损伤裂纹对于提高安全性、避免事故发生等具有重要意义,但传统基于位移的振动分析方法对小裂纹并不敏感。为此,引入振动能量流分析方法,建立了含呼吸裂纹的悬臂梁振动能量流模型,重点仿真分析了裂纹深度和位置对系统瞬时耗散和输入能量的影响,揭示了微小裂纹产生的亚谐波和超谐波非线性振动现象。结果表明,论文所研方法比传统方法对小裂纹更敏感,从而为裂纹早期识别提供了一种新途径。     

非线性蛇簧联轴器的振动特性及实验分析

仅对非线性蛇簧联轴器本身的结构进行设计和评定,缺乏全面性和实践性。文中应用非线性振动理论分析非线性蛇簧联轴器基本参数对机械系统振动特性的影响,按照幅频响应曲线对非线性蛇簧联轴器进行合理设计,通过理论和实验证明,系统可以获得良好的振动特性。当满足共振条件时,非线性蛇簧联轴器可以自动中断振幅危险增长,使整个系统平稳运行;当扭矩一定,适当增加簧片的厚度和高度及联轴器的齿数,减小轮齿的宽度,对联轴器和系统均仃利。从系统的角度,为非线性蛇簧联轴器的设计和参数优化提供理论基础。     

重力全平衡提升式升船机的自振特性和稳定性分析

研究包括承船厢、提升钢索、平衡重、承船厢中的水和船舶在内的重力全平衡钢索提升式升船机系统，讨论其自振特性和稳定性；将这一系统模型化为流固耦合系统，将承船厢中的水处理为理想流体，采用伽辽金有限元方法离散，将承船厢及船舶视为刚体，考虑水和承船厢、船舶、提升钢索的相互作用，建立考虑流固耦合的动力学方程。为了求解该方程，对非对称的质量和刚度矩阵进行对称化处理；通过求解特征值问题，得到升船机系统的自振特性，讨论平衡重质量、提升钢索吊点位置、承船厢中船舶等对系统自振特性的影响。利用自振频率为零时系统失稳的力学概念，讨论使系统失稳的临界吊点位置。     

非线性裂纹转子系统碰摩故障参变特性研究

早期裂纹转子系统中,裂纹故障不易检测到,并可能会进一步引发碰摩故障。文中针对这种耦合故障情形,分析系统的动力特性以及裂纹参数、碰摩参数和轴承参数变化对系统特性的影响。结果表明,裂纹转子系统发生碰摩故障时,两种非线性因素相互影响且不是线性叠加,使系统变得更加复杂。同时三个参数对系统特性有明显不同的影响,尤其是裂纹参数和碰摩参数的变化,系统特性发生较大的变化。因此,工程实际裂纹转子系统的故障监测与诊断过程中,应该充分考虑裂纹故障和碰摩故障之间的相互影响,建立合理的分析模型的基础上,注重监测裂纹参数和碰摩参数变化带来的影响。     

EXPERIMENTAL STUDY OF NONLINEAR VIBRATION CHARACTERISTICS OF AN ELASTIC LINKAGE

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电磁辅助支承的变刚度减振研究

对一种新型支承结构——电磁辅助支承的变刚度减振进行研究。电磁辅助支承的结构类似挤压油膜阻尼器,它直接将电磁执行器安装在主支承上,通过控制电磁执行器的电流可以改变整个支承的刚度和阻尼。该支承被应用于一单圆盘对称转子实验系统。通过对转子系统建模,仿真不同支承刚度下转子的振动响应,从而可采用变刚度来保证高速转子以较低的振幅平稳度过临界转速。实验结果证明在一阶临界转速附近,可取得70％的较好减振效果。     

分段线性弹簧振动系统的非线性分析

应用非线性谱分析法对分段线性弹簧系统在随机载荷作用下的动力响应进行分析.在假设系统的运动响应是平稳的高斯过程的条件下,导出响应谱密度与激励谱密度之间的关系,并应用数值计算方法,求得系统的响应谱密度,进而对系统幅频特性进行分析.研究表明,响应谱密度随激励强度的增加而增加,幅频特性在固有频率附近随阻尼比的减小变化显著,随弹簧间隙的增加而增加,随固有频率的增加而减小.     

非线性部件的轴系动稳态响应研究

对有局部非线性的船舶推进轴系振动稳态响应进行理论和试验研究。在考虑联轴器非线性刚度和阻尼的情况下 ,以GLM (Galerkin Levenberg Marquardt)法为基础 ,提出一种分离变换法并编制相应计算程序。用此方法及程序对一单圆盘轴系振动稳态响应进行计算并进行试验。结果表明 ,计算所获振动稳态响应时间历程与试验所获振动稳态响应时间历程吻合好。     

非线性迟滞系统建模方法

针对一类迟滞非线性系统的动力学建模,提出了一种新的建模方法。该模型用高次非对称弹性力、粘性阻尼力及双折线记忆恢复力的机理构造,识别时应先采用分离算法识别各刚度和阻尼系数,再建立其与振幅和频率的函数关系。用所建模型重构的恢复力－位移迟滞回线表明：该模型能很好地描述这类非线性振动系统的特性,提出的建模及参数识别方法实用且有效。     

考虑轧机主传动系统扭振的带钢非线性振动研究

带钢振动在连轧过程中不可避免,其弹塑性体与主传动系统间的耦合作用直接影响轧机轧制的整体动态性能。基于带钢与主传动系统的运动机理,将主传动系统简化为2自由度的离散模型,带钢简化为具有轴向运动速度的Euler梁,建立带钢橫、纵向振动与主传动系统扭振相耦合的力学模型。然后根据哈密顿原理建立该耦合模型的非线性振动微分方程,采用修正迭代法和Kantorovich时间平均法联合对所建立方程进行求解。最后利用Matlab软件进行数值模拟,讨论出主传动系统扭振基频对带钢振动特性的影响。研究结果能够丰富轧机振动研究方面的理论成果,对于理论成果转化为工程应用具有重要的实用价值。