非线性运输包装系统动力学建模研究进展

目的研究泡沫隔振材料的本构模型及其在运输过程中的振动情况。方法运输包装系统涉及运载工具、道路条件、内装物品、包装防护结构等诸多因素,构成一个多自由度的非线性复杂系统。围绕运输包装隔振系统,以行业内的典型研究为例,来探讨被包装物品在运输过程中的随机激励问题,以及运输包装系统的动力学方程及易损件的响应这两方面的问题,并在此基础上对运输包装系统力学性能相关方面的研究给出意见。结果在运输过程中,关于道路及运输包装系统耦合的研究还不够完善,在产品运输防护领域仍有大量问题需要解决。结论加强对运输包装耦合系统的响应分析的研究,包括产品的响应分析、混合道路谱的试验方法等,对运输包装的发展具有重大意义。     

立方非线性包装系统在基础振动激励下的响应

对振动环境中立方非线性包装系统进行了计算机仿真及分析,通过对系统响应的时间历程、相图、Poincare映射及功率谱等的分析,讨论了在确定性振动环境中包装系统的动力学行为,并讨论了控制响应的措施.     

矩形脉冲激励下正切型非线性包装系统的冲击响应

分析了正切型缓冲包装系统在矩形脉冲激励下的冲击响应,得到了冲击谱曲线和边界破损曲线,讨论了相关参数对冲击响应的影响     

矩形脉冲激励下双曲正切包装系统非线性动力学特性研究

建立了二自由度非线性包装系统模型,得到了冲击动力学方程并对其进行了数值求解,在此基础上,研究了带有关键部件双曲正切包装系统的冲击响应特性。矩形脉冲为各种脉冲激励中最严酷的,因此选矩形脉冲为研究对象,得到了关键部件的三维冲击谱图。从谱图中进一步讨论了频率比、脉冲激励幅值、阻尼和系统参数对关键部件冲击谱的影响规律,结果表明频率比、脉冲激励幅值、阻尼和系统参数对关键部件冲击响应峰值均有显著影响。为产品缓冲包装设计提供一定的科学依据。     

柔性基础上非线性隔振系统的动力学分析

建立柔性基础非线性隔振系统的理论模型，用频率变化的正弦波模拟波浪的激励作用，船体看作是一个柔性梁，船体与安装部件之间采用非线性隔振支承。运用谐波平衡和Newton迭代方法对模型进行近似理论求解，并采用功率流对系统隔振效果进行评价，讨论了非线性刚度、阻尼以及波长的变化对功率流传递的影响。分析结果表明，刚度和波长越大隔振效果越差，低频段增大阻尼有利于隔振，高频段增大阻尼隔振效果急剧下降。     

后峰锯齿脉冲激励下正切型非线性包装系统的冲击响应

应用数值方法,求解单自由度产品包装系统的非线性动力学方程,得到了后峰锯齿波冲击下正切型非线性包装系统的冲击响应,讨论了相关参数对冲击谱曲线和边界破损曲线的影响。     

前峰锯齿脉冲激励下正切非线性包装系统的冲击响应

研究肯有正切型非线性特性的包装系统在前峰锯齿脉冲激励下的冲击响应，求得了产品包装系统的非线性动力学方程，讨论了相关参数对冲击谱曲线和边界破损曲线的影响。     

轨道不平顺激励下高速铁路桥上列车动力响应研究

本文用车桥耦合动力学的理论,分析了长波不平顺和短波不平顺激励下桥上列车的动力响应,并以列车的安全性和旅客的舒适性为管理标准,得出不平顺的安全限值。     

前峰锯齿脉冲激励下正切型非线性包装系统的冲击响应

研究具有正切型非线性特性的包装系统在前峰锯齿脉冲激励下的冲击响应,求得了产品包装系统的非线性动力学方程,讨论了相关参数对冲击谱曲线和边界破损曲线的影响。     

非线性隔振系统的运动响应和传递率

本文采用非线性隔振系统新的传递率定义,应用增量谐波平衡法(IHB法)研究非线性隔振系统的运动响应,并讨论了谐波项数在一阶振幅、传递力、惯性力等方面的影响,从而得出含一个基波项的解的适用范围。     

运输包装系统振动行为研究与发展趋势分析

目的开展运输包装系统振动行为分析,旨在指导科学设计包装结构,完善运输包装工程的合理性。方法针对道路运输过程中包装振动系统所暴露的问题,围绕运载体-道路耦合机理、包装隔振材料和包装物易损件承载能力等3个方面进行研究现状分析与讨论,并对运输包装系统动力学相关技术问题的研究方向和发展趋势进行分析。结论运输包装系统是一个多自由度的非线性复杂系统,涉及运载工具、道路条件、包装防护结构等诸多因素,在今后的发展中,应更注重固体力学、机械振动和控制与材料科学和工程的前沿交叉。     

路面脉冲激励下汽车运输包装产品响应的数值仿真

首先建立了脉冲激励下车辆-包装物的动力学方程,然后运用Newmark和Rungekutta数值积分法获得该动力学方程的数值解,最后讨论了冲击脉冲大小对运输包装产品加速度幅值的影响.     

一种针对含非线性子结构多点耦合运输包装系统的解耦方法

目的 考虑到运输包装系统耦合形式复杂,包装材料及包装结构具有非线性特性,不容易测量局部物理参数,需要对传统逆向子结构方法进行优化,使之能够求解非线性多点耦合系统中子结构的动态响应特性。方法 使用描述函数法将非线性的运输包装系统线性化,测量其在若干特定振动幅值下的频率响应函数;之后,应用逆向子结构方法和参数识别方法,计算包装件的模态参数;最后,拟合包装件模态参数与振动幅值之间的关系,构建函数来描述包装件的动态响应特性。结果 在集总参数模型中,解耦预测值与实际值吻合;在有限元模型中,对响应峰值的预测误差小于5%,对响应跳跃现象所在频率的预测误差小于3%。结论 该研究将传统逆向子结构方法的应用范围拓展到了非线性多点耦合系统,对复杂运输包装系统动力学模型的构建和防振包装的设计具有指导意义。     

窄带随机噪声作用下强非线性系统的响应

研究了Van der Pol-Duffing振子在窄带随机噪声激励下的响应问题。用参数变换法使方程出现小参数，用多尺度法分离了系统的快变项，讨论了系统的阻尼项，非线性项和随机项等参数对系统的影响，理论分析表明，当随机激励强度或带宽增大时系统的响应可从一个极限环变为一扩散的极限环，在一定的条件下系统可有两个稳定的稳态解。数值模拟表明本文提出的方法是有效的。     

含弹性与阻尼约束的隔振系统动力学设计

从非线性动力学角度提出一种含弹性和阻尼约束隔振系统的设计方法。该方法先设计满足工作频带内传递率的小阻尼线性隔振系统，再基于对主共振的奇异性理论分析设计约束刚度、约束阻尼和间隙，最后运用周期解延续、插值胞映射等数值方法检验设计的可靠性及各种裕度指标。因靠约束阻尼抑制共振传递率，故工作频带内的传递率可设计得很低。     

基础位移激励下包装系统的非线性振动分析

包装系统的振动特性是研究其共振频率和振动过程中所受动态载荷的基础.用三次多项式函数表征包装系统非线性弹性力,建立了基础位移激励下包装系统的非线性动力学方程,分别用谐波平衡法和直接数值积分法研究了其非线性动力响应特征,得出了频响函数和幅频曲线,并揭示了忽略包装系统弹性力的非线性会导致振动分析的显著误差.分析理论和方法为预测包装系统共振频率以及振动过程中受到的动态载荷提供技术基础.     

含反馈时滞的非线性动力系统参数辨识

以方程残差作为目标函数,运用基因遗传算法同时辨识受控系统的反馈时滞和物理参数。由于遗传算法具备良好的全局特性,且不要求目标函数光滑,该方法既适于线性系统的辨识也适于非线性系统的时滞辨识,方法中引入几种交叉和变异算子同时操作,大大提高了辨识效率和辨识精度,当需辨识参数过多时,可先用开环实验辨识部分系统参数,再用闭环实验辨识时滞和剩余的系统参数。     

非线性包装系统跌落冲击动力学响应分析的NHB方法

以三次非线性缓冲包装系统为研究对象,建立系统跌落冲击动力学方程,应用牛顿谐波平衡（NHB）法获得系统跌落冲击动力学响应的一阶、二阶近似解析解,并获得产品位移、加速度响应最大值以及跌落冲击时间等重要参数的解析表达式。与龙格-库塔（R-K）数值分析解和变分迭代（VIM）近似解比较,算例分析表明,牛顿谐波平衡法二阶近似解与龙格-库塔数值解最为接近,随跌落高度增加二阶近似解精度有所降低,但相对误差控制在2.5%以内,能满足工程设计需要。研究结果可为非线性包装系统跌落冲击响应分析提供一种新的高精度近似分析方法。     

一类机电耦合非线性动力系统的Hopf分叉

本文应用中心流形宣和范式理论研究了具有电系统的频率自动踊跃机械系统的Ｈｏｐｆ分叉，给出了计算方法。实例计算表明：计算结果与实测值吻合较好。说明本文方法对这类电磁振动机械系统的分析是有效的，对类似的机电耦合非线性动力系统（如带有磁浮轴承的转子）的研究也有参考价值。     

包装振动能量采集器非线性拾振结构响应分析

目的以振动能量采集器的拾振结构为研究对象,分析阻尼比、频率、非线性系数、弹性系数和激励振幅对振动响应特性的影响。方法首先对拾振结构建立其物理系统模型,建立模型的动力学方程并进行理论计算。然后,用同伦分析法(HAM)对其响应特性进行计算分析,得到理论计算结果。最后,通过Matlab绘制振动特性基本曲线,得到模拟分析结果。结果非线性系数对振动响应特性的影响较小;减小弹性系数、增加阻尼比、控制系统频率和激励振幅,可以增大响应振幅。结论为振动能量采集器拾振结构的优化设计提供理论依据。