IHB方法在含强非线性摩擦力失谐叶盘系统响应特性研究中的应用

针对目前谐波平衡法分析高维非线性动力学系统存在求解困难等问题,文中基于增量谐波平衡法(incremental harmonic balance method,IHB法)能将高维非线性方程组转化为线性方程组进行求解的优点,将其推广应用到含强非线性干摩擦力失谐叶盘系统振动响应特性研究中,成功避开谐波平衡法必须求解非线性方程组的问题.研究表明,推广后的IHB法能较好地解决含强非线性摩擦力失谐叶盘系统响应求解的诸多问题,并且运用该方法成功发现含非线性摩擦阻尼的谐调叶盘系统也可能产生振动能量局部化现象.     

失谐叶盘系统受迫振动响应摄动法比较研究

基于质量-弹簧模型,研究了在不同系统参数下,经典摄动法、修正摄动法和自适应摄动法求解失谐叶盘系统受迫响应的应用特点。通过对3种摄动法计算结果的比较分析,确定了3种摄动法对不同失谐强度、耦合强度、粘性阻尼比等参数的适用条件和应用特点。因此,本文的结论对于应用不同摄动法在求解失谐叶盘系统受迫响应问题时具有指导意义。     

基于FMM方法的发动机失谐叶盘瞬态响应分析

基本失谐模型FMM(Fundamental Mistuning Model)是以一种基于失谐叶盘结构的单模态族子集为模态变换阵的减缩方法,采用该方法建立分析模型,可以容易识别出控制失谐响应的基本参数,基于该理论在不同描述框架和假设前提的若干典型简化形式,给出了若干分析应用实例,以及这些方法的瞬态响应分析。     

随机失谐叶盘系统受迫振动响应的统计特性研究

研究随机失谐对于具有循环对称周期结构的叶盘系统动力特性的影响.采用质量-弹簧组合系统模型和Monte Carlo方法,系统地研究失谐强度、耦合强度、阻尼、激振力阶次和叶片数等参数对于系统受迫振动特性的影响规律.计算结果表明,弱耦合系统比强耦合系统对失谐更加敏感,耦合强度的增加不一定导致系统振幅的降低.     

位移和速度三次非线性因素对金属橡胶干摩擦系统幅频特性的影响

金属橡胶是一种新型材料。文中运用谐波平衡法对金属橡胶千摩擦系统的振动响应进行研究，发现当同时考虑位移三次非线性因素和速度三次非线性因素时，速度三次非线性因素对金属橡胶幅频特性的影响可忽略，而当仅考虑位移三次非线性因素时，随着位移三次非线性因素的增大，幅频特性曲线的振幅逐渐减小，且当位移三次非线性因素较大时，幅频曲线出现弯曲跳跃现象，对金属橡胶减振器作动态响应实验，发现减振器的固有频率和传递率幅值都表现出非线性特性。本文工作对金属橡胶材料的理论建模及其特性的了解有重要的参考价值。     

含干摩擦耗散结构的非线性模态分析方法研究

建立了含干摩擦耗散特性的阻尼器结构非线性模态高效分析方法。以干摩擦梁模型为例,综合采用多谐波平衡法及雅可比矩阵快速计算方法,实现含干摩擦梁模型的非线性模态高效分析,提出通过模态应变能法对非线性模态阻尼比计算结果进行验证的技术途径。结果表明：所建立的含干摩擦耗散特性结构的非线性模态高效分析方法能够有效揭示非线性模态频率与非线性模态阻尼比的振幅相关特性,可以直接评估干摩擦阻尼能力,为后期干摩擦装置的动力学设计和优化提供理论指导。     

柔性基础上迟滞干摩擦隔振系统的简化分析

工程实际中,柔性基础上非线性隔振系统广泛存在,而振动特性的分析却严重制约着其应用与研究。基于柔性基础上含有三次非线性刚度的迟滞干摩擦隔振系统,首先采用振型分离的方法建立了系统的动力学方程,并结合增量谐波平衡法求解了系统在发生任意阶主振动情况下的响应;随后,以基频谐波项为基础,推得了系统力传递率的计算公式,并根据公式定性分析了隔振器各参数对系统力传递率的影响。发现,适当减小刚度系数,增大阻尼系数,增大静摩擦极限均可有效降低系统的力传递率。研究为该类系统的工程实际应用提供了可靠借鉴。     

基础柔性对于摩擦隔振系统影响作用研究

运用增量谐波平衡法研究了基础的柔性对于含有三次非线性粘性阻尼双性滞迟振动系统力传递率的影响作用,为这类隔振系统在工程上的应用提供了重要的设计依据。     

非线性因素对金属橡胶干摩擦系统振动响应的影响研究

金属橡胶是一种新型材料,文中运用Fourier级数展开和谐波平衡法相结合的方法FHB(the technique of Fourier series expansion combining with harmonic balance method)推导出金属橡胶干摩擦系统在简谐激励下的频响方程,通过数值仿真,比较三次非线性因素和五次非线性因素对金属橡胶干摩擦系统幅频特性的影响,发现对金属橡胶干摩擦系统幅频特性起决定作用的是三次非线性因素,只有五次非线性因素超过1011 数量级时才需考虑五次非线性因素的影响,对金属橡胶减振器作动态响应实验,发现减振器的固有频率和传递率幅值都表现出非线性特性.     

带缘板摩擦阻尼器叶片的非线性振动响应研究

发展了一种用于计算带摩擦阻尼器叶片非线性响应的时频转换方法。该方法能够方便地计算接触面非线性摩擦力，考虑响应的高次谐波以及叶片高阶振型的影响。对带缘板阻尼器的双平板叶片进行了振动试验并对试验模型进行了理论计算，讨论了各模型参数对缘板阻尼器减振效果的影响。通过试验结果与理论结果的比较，验证了理论方法的正确性。该方法稍加推广即可研究循环叶片组的振动特性，为指导带缘板阻尼器叶片的减振设计奠定了基础。     

NONLINER VIBRATION ANALYSIS OF THE PLATE WITH DRY FRICTION SUPPORT CONDITION

The rigid-interface friction model is usually used in the nonlinear vibration of the rectangular plate with dry friction support edges. The present study provides an extension by using a hysteretic spring friction model and taking account of the stick-slip motion of the plate. Results for a range of problem parameters have been obtained. The results show that the nonlinear frequency response behavior of the system can be quite different from the rigid-interface friction model. The effects of the stiffness at friction interfaces and the stick-slip motion on the nonlinear vibration of the plate are significant and hence cannot be neglected.     

汽轮机叶片——叶轮系统耦合振动特性的理论计算和实验研究

对汽轮机叶片—叶轮系统（轮系）耦合振动特性进行了理论和实验研究。首先介绍了一种简便实用的计算轮系振动特性的数值积分方法。此方法考虑了叶片的剪切变形、转动惯量、叶轮轮孔处支承柔度、叶片和叶轮连接处的叶根柔度及离心力等影响轮系振动的各种主要因素，给出了焊拉筋和松拉筋的处理方法，可供计算各种结构轮系振动的静、动频谱和相应的振型。其次，本文利用锤击法对叶片—叶轮系统模型进行了模态分析和参数识别，得到系统各阶固有频率和振型，理论计算结果与实验值的比较较为吻合。     

变滑动摩擦系数振子简谐激励Krylov-Bogoliubov 计算方法

研究了单自由度滑动摩擦系数随相对速度变化的干摩擦振动系统简谐激励响应计算问题，运用Krylov-Bogoliubov近似方法推导了相应的频响方程。通过一个数值例分析，考察了简化为理想干摩擦模型时带来的计算误差。     

变滑动磨擦系数振动系统最优化计算方法研究

研究了两自由度滑动摩擦系数随相对速度变化的干摩擦振动系统简谐激励响应计算问题,通过将干摩擦力中的理想干摩擦力（Coulomb dry friction)部分进行Fourier级数展开,取级数展开的第一项作为近似,结合一次谐波平衡法,推导出了系统的非线性频响方程组,运用最优化理论中求解非线性方程组的梯度算法,给出非线性频响方程组的数值迭代格式,最后,通过一个数值例分析讨论了干摩擦力对系统响应的重要作用。     

干摩擦阻尼叶片周期振动响应的解析计算

研究一个描述干摩擦阻尼器叶片振动的质量-弹簧-阻尼器振动系统。阻尼器摩擦力由黏滞模型描述,由接触面滑动或黏滞状态决定。将滞后摩擦力分为四个阶段,从而得到各个阶段上的线性振动系统,给出求干摩擦阻尼叶片周期响应的解析公式。计算表明,阻尼端压力取适当值时,阻尼器会处于最优的摩擦接触状态,获得较好减振效果。同时引入阻尼器处对叶片还起到调频作用,也可以起到使激振频率避开共振频率的作用,减小振动幅值。     

一种干摩擦缘板阻尼系统分析的新方法

干摩擦缘板阻尼器已广泛应用于涡轮叶片减振设计中。为了进一步提供有效的缘板阻尼器设计资料,采用改进后的整体滑动模型,提出一种新的缘板干摩擦分析方法,比以往的谐波平衡法更为准确科学。由此分析不同正压力下干摩擦缘板阻尼系统的动力响应,得到阻尼器达到最佳减幅效果时的正压力值。最后分析阻尼器附加正压力对叶片阻尼系统共振频率的影响。     

用谐波平衡法分析齿轮耦合的转子－轴承系统的动力特性

在齿轮耦合的转子－轴承系统中,有多种因素使系统产生非线性振动。,有多种因素使系统产生非线性振动。在考虑齿轮时变啮合刚度和齿面间摩擦力的情况下,使用谐波平衡法,研究了系统的动力特性,并用数值解对其结果进行了校对。研究发现,由于齿轮时变啮合刚度和齿面摩擦力的影响,即使没有不平衡质量引起的激励,系统也会产生振动;即使是单频激励,系统也会产生多频响应。