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7 篇 同济大学
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7 篇 华南理工大学
7 篇 北京理工大学
7 篇 南京理工大学
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作者

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基于Tikhonov正则化方法实施动态载荷频域反求的一种新途径

基于Tikhonov正则化方法实施动态载荷频域反求的一种新途径

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：彭凡王樑肖健韦冰峰湖南大学机械与运载工程学院北京强度与环境研究所

在频域法识别中的传递函数矩阵易发生病态,对数据的小扰动很敏感,会严重影响识别精度。利用Tikhonov正则化方法求解能提高识别精度,但对于当各响应点的响应之间、响应与激励之间、激励与激励之在数值上差别大,甚至有量级上的差别,识别... 详细信息

在频域法识别中的传递函数矩阵易发生病态,对数据的小扰动很敏感,会严重影响识别精度。利用Tikhonov正则化方法求解能提高识别精度,但对于当各响应点的响应之间、响应与激励之间、激励与激励之在数值上差别大,甚至有量级上的差别,识别出的载荷结果效果差,严重影响了识别的精度。本文对Tikhonov正则化方法做了改进,试图通过变换使得测点响应和各个激励都位于大致相同的范围内,然后再使用Tikhonov正则化方法进行求解,由此来提高载荷识别的精度。对简支矩形薄板上的四个动载荷进行识别,比较原正则化方法与改进的正则化方法所识别出的载荷结果,验证了改进方法的有效性。

关键词：载荷识别频域法正则化抗噪性

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弹性地基上无限长梁的非线性自由振动分析

弹性地基上无限长梁的非线性自由振动分析

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：马建军高笑娟刘丰军贾振华河南科技大学土木工程学院

工程实践中,结构的边界约束复杂多样且不便于精确描述。若将弹性地基无限长梁的固有频率问题解决,则可淡化边界条件的土-细长结构物动力学特性的影响,进而更客观的描述此类问题的基本动力学特性。为此,本文以典型的弹性地基上无限长梁... 详细信息

工程实践中,结构的边界约束复杂多样且不便于精确描述。若将弹性地基无限长梁的固有频率问题解决,则可淡化边界条件的土-细长结构物动力学特性的影响,进而更客观的描述此类问题的基本动力学特性。为此,本文以典型的弹性地基上无限长梁为对象,对其自由振动问题进行了全面研究。首先充分考虑土-结构相互作用效应及弹性地基上梁类结构物的基本运动特性,基于Euler-Bernoulli梁理论,运用Hamilton建模理论建立了弹性地基上无限长梁的动力学模型,并利用Galerkin方法得到相应的运动方程及特征方程。进而,基于线性理论和基本的数学求解手段,运用极限近似方法研究弹性地基上无限长梁的基本动力学特性,得到其固有频率及线性模态,并系统地研究弹性地基物理参数、弹性地基模型等对无限长梁基本动力学特性的影响。最后,基于参数分析揭示出弹性地基上无限长梁非线性动力学研究的重要性及理论意义。

关键词：无限长梁弹性地基非线性动力学自由振动固有频率

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耦合非线性振动系统的共振与可靠性

耦合非线性振动系统的共振与可靠性

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：王浩宇吴勇军上海交通大学工程力学系

工程中常常需要研究多自由度强非线性耦合系统的振动。例如,机械工程中研究得很多的动力吸振器(dynamic vibration absorber)就是一个典型的二自由度耦合振子。本文研究了高斯白噪声与周期力联合作用下二自由度耦合振子的可靠性问题。... 详细信息

工程中常常需要研究多自由度强非线性耦合系统的振动。例如,机械工程中研究得很多的动力吸振器(dynamic vibration absorber)就是一个典型的二自由度耦合振子。本文研究了高斯白噪声与周期力联合作用下二自由度耦合振子的可靠性问题。由于周期力的作用以及系统中的耦合效应,分四种情况进行讨论,即外共振情形、内共振情形、内外共振情形、无共振情形。利用平均法,分别得到了四种情况下原始系统的平均Ito随机微分方程。在此基础上,建立了系统可靠性满足的后向Kolmogorov方程以及平均寿命(首次穿越时间)满足的Pontryagin方程,给出了这两个方程满足的边界条件以及初始条件。用数值方法求解了这两个高维偏微分方程,得到了系统的可靠性及平均寿命。通过比较四种情况下的结果,研究了共振对系统可靠性的影响。用数值模拟验证了理论方法的有效性。

关键词：外共振内共振平均法可靠性后向Kolmogorov方程 Pontryagin方程数值模拟

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基于应变测量的位移模态振型精细化

基于应变测量的位移模态振型精细化

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：陈晗宋汉文同济大学航空航天与力学学院

虽然国内外对于应变模态分析的理论和实验研究已经很成熟,但是在实际工程中对于应变数据的利用率仍然很低。一是因为模态振型都是按打点连线的方式得到,对于连续体来说振型不够精确;二是实际结构多少会有损伤或是应力突变,如果应变传感... 详细信息

虽然国内外对于应变模态分析的理论和实验研究已经很成熟,但是在实际工程中对于应变数据的利用率仍然很低。一是因为模态振型都是按打点连线的方式得到,对于连续体来说振型不够精确;二是实际结构多少会有损伤或是应力突变,如果应变传感器没有安装到损伤或突变部位附近,那么其对损伤或突变的感知是很弱的。所以,利用有限测点信息补全结构其它位置的数据是很必要的。本文便是用三次样条插值实现模态振型的连续曲线拟合,基于电阻应变片和加速度传感器测量的振动响应,应用模态分析理论对应变模态振型和位移模态振型进行了分析,并借助应变模态振型对位移模态振型做相互修正,同时研究了低阶模态振型修正高阶模态振型的方法。

关键词：应变模态模态振型修正三次样条插值

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电机定子铁芯内电磁力及其对磁固耦合振动的影响

电机定子铁芯内电磁力及其对磁固耦合振动的影响

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：李佰洲王玉天津职业技术师范大学机械工程学院天津大学机械工程学院

激发电机磁固耦合振动的电磁力不仅包括气隙磁场产生的单边磁拉力,还包括铁芯内电磁场产生的有质动力。本文针对电机定子系统的磁固耦合振动问题,给出了二者共同作用下,双壳定子系统的磁固耦合振动方程。根据Maxwell方程组及相应的电磁... 详细信息

激发电机磁固耦合振动的电磁力不仅包括气隙磁场产生的单边磁拉力,还包括铁芯内电磁场产生的有质动力。本文针对电机定子系统的磁固耦合振动问题,给出了二者共同作用下,双壳定子系统的磁固耦合振动方程。根据Maxwell方程组及相应的电磁本构关系,通过对涡流方程的数学求解及边界条件,得到了定子铁芯内电磁场及电磁力的解析表达式。并通过数值计算,给出了电磁场和电磁力随几何参数的变化规律。为了比较铁芯内有质动力的影响,对铁芯内电磁力作用下的定子系统的非线性振动特性进行了分析,讨论了机械和电磁参数对定子系统振动的影响规律。本文的工作完善了定子系统磁固耦合振动的电磁激励形式,为电机电磁设计提供了理论依据。

关键词：异步电机定子铁芯电磁力磁固耦合振动

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基于时频域交替法的含IWAN非线性模型单自由度系统稳态响应求解

基于时频域交替法的含IWAN非线性模型单自由度系统稳态响应求解

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：李东武徐超西北工业大学航天学院

连接界面的黏滑、摩擦行为不仅是引起结构刚度和阻尼非线性的主要原因,而且是结构无源阻尼的主要来源。IWAN模型能够较好地复现连接界面的黏滑摩擦行为。本文采用时频域交替法(Alternating Frequency/Time Domain Method,AFTD)研究含IWA... 详细信息

连接界面的黏滑、摩擦行为不仅是引起结构刚度和阻尼非线性的主要原因,而且是结构无源阻尼的主要来源。IWAN模型能够较好地复现连接界面的黏滑摩擦行为。本文采用时频域交替法(Alternating Frequency/Time Domain Method,AFTD)研究含IWAN非线性模型的单自由度系统的稳态响应。时频域交替法具有频域法求解系统响应的高效性和时域法判断非线性力的便捷性特点,采用离散傅里叶变换和傅里叶逆变换,在频域和时域内分别求解系统响应和对应的非线性恢复力,再反复迭代计算系统的稳态响应。将时频域交替法计算结果、中心差分法和传统的谐波平衡法计算的结果进行对比,并研究激励幅值对系统非线性特征的影响。结果表明,时频域交替法计算的结果与中心差分计算的结果具有较好的一致性,且求解效率较高,计算耗时减少50%;随着激励幅值的增加,系统的能量耗散增加,刚度降低,固有频率降低。

关键词：连接非线性 Iwan模型时频域交替法稳态响应

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索结构-弹性支座耦合系统的多尺度建模理论与分析:理想边界激励

索结构-弹性支座耦合系统的多尺度建模理论与分析:理想边界激励

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：郭铁丁康厚军王连华赵跃宇湖南大学土木工程学院

工程索结构与弹性支座结构往往是动力耦合的,比如悬索-桥塔,斜拉索-桥面,锚索-浮式平台,输电线-塔架等。从渐近的角度看,当索与支座的动力耦合作用变得极弱可以忽略不计时(比如索与支座的质量比趋于零),耦合动力学将会渐近退化为固定边... 详细信息

工程索结构与弹性支座结构往往是动力耦合的,比如悬索-桥塔,斜拉索-桥面,锚索-浮式平台,输电线-塔架等。从渐近的角度看,当索与支座的动力耦合作用变得极弱可以忽略不计时(比如索与支座的质量比趋于零),耦合动力学将会渐近退化为固定边界索动力学与运动边界索动力学两个基本问题。对这两个基本问题的研究将是耦合动力学建模的基础。因此作为初步研究,本文将运动边界视作理想边界激励,即不计索对支座的影响,建立了运动边界激励下索结构模态内共振动力学的多尺度模型。文中对索结构的连续动力学方程直接使用多尺度法,考虑弱边界共振激励,将小幅边界运动转化为对索结构约化(慢变)动力学的边界调制项,从而消除了索结构线性模态(快变)动力学的动边界困难。结果表明,动边界诱导的调制项不同于几何非线性诱导的内共振调制项,但在数学形式上与共振外激励项相似。文中引入边界共振系数来刻画边界调制效应,并针对三波/模态内共振和2:1内共振分别给出了其相应的解析表达式。该系数反映出索结构的模态边界值和索初始垂度对边界调制项的影响。论文最后计算了理想边界激励作用下索结构的多模态非线性共振响应,给出了调制方程平衡解的稳定性结论并捕捉到幅频响应中的鞍结分岔、Hopf分岔和叉式分岔。

关键词：索结构多尺度法共振边界边界调制模态内共振

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星上隔振单元件非线性阻尼特性研究

星上隔振单元件非线性阻尼特性研究

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：郭子熙张尧张景瑞胡权翟光北京理工大学宇航学院

航天器在进行高精度对地观测,宇宙探测等任务中,会受到随机的环境扰动和来自其结构本身的振动,这些扰动都会使航天器的姿态在小范围内产生抖动,进而严重影响了星上光学载荷的成像质量。本文以霍尼韦尔公司生产的D-strut系列隔振器为原型... 详细信息

航天器在进行高精度对地观测,宇宙探测等任务中,会受到随机的环境扰动和来自其结构本身的振动,这些扰动都会使航天器的姿态在小范围内产生抖动,进而严重影响了星上光学载荷的成像质量。本文以霍尼韦尔公司生产的D-strut系列隔振器为原型,研究了以粘滞流体作为阻尼材料而设计出的隔振器的耗能机理,根据流体力学原理建立了D-strut隔振器的动力学模型,分析了3参数模型与3参数-非线性项模型的动力学特性,研究了非线性项较弱时其对系统固有频率的影响,分析了模型中各个参数变化时系统动力学特性的变化规律,为隔振系统的设计提供理论依据;以D-strut隔振器为基本元件设计了用于隔离高频扰动源的多自由度隔振平台,并建立了带有内部扰动源的整星隔振动力学模型,在分析3参数模型与3参数-非线性项模型隔振平台的基础上,研究了非线性项对隔振平台的传递特性的影响,通过频域分析的方法给出了3参数模型与3参数-非线性项模型隔振元件参数设计的一般方法,最后通过数值仿真验证了隔振平台与参数设计的有效性。

关键词：粘滞流体非线性特性隔振平台

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基于Padé逼近的精细Runge-Kutta积分方法

基于Padé逼近的精细Runge-Kutta积分方法

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：魏乙邓子辰李庆军王艳杨小锋西北工业大学理学院西北工业大学工程力学系

钟万勰院士等首次提出了指数矩阵精细积分的思想,后来将其发展成为求解结构动力学方程的精细时程积分方法。目前这种高精度的积分方法已经在多体系统动力学,随机动力学,最优控制,等领域得到了广泛的应用。这种精细分析方法对求解线性定... 详细信息

钟万勰院士等首次提出了指数矩阵精细积分的思想,后来将其发展成为求解结构动力学方程的精细时程积分方法。目前这种高精度的积分方法已经在多体系统动力学,随机动力学,最优控制,等领域得到了广泛的应用。这种精细分析方法对求解线性定常结构动力系统,可使系统积分的结果逼近于精确解的结果。对于非线性问题,该方法是通过对非齐次项的线性化,根据叠加原理进行数值求解。但是计算过程中会涉及到矩阵的求逆运算,往往会出现数值的不稳定。因此,大量的学者进行了改进,例如将精细积分方法与Fourier展开、Gauss积分、Chebyshev多项式逼近、Runge-kutta方法、三次样条差值等结合。然而精细积分方法在理论上是一种条件稳定的方法。本文针对于一般的非线性动力学问题,将指数矩阵利用Pade进行逼近,利用精细积分方法进行计算,并结合Runge-Kutta方法求解非线性动力学方程。将非线性动力学方程转换为带有齐次项的非线性方程,根据线性常微分方程求解理论,该方程的解具有两项,其中带有指数项的,利用精细积分进行求解;另一项是积分项,利用Runge-kutta进行求解,该方法理论上可以证明是无条件稳定的。数值算例显示该方法是可行的、高精度的。

关键词：精细积分 Padé逼近非线性动力学方程 Runge-Kutta方法

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基于无叠盖的随机减量法的损伤定位在工况模态分析中的应用

基于无叠盖的随机减量法的损伤定位在工况模态分析中的应用

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：张懿宋汉文同济大学航空航天与力学学院

工况模态分析中的损伤定位受限于无法精确地施加相同激励于原系统和损伤后的系统,本文以无叠盖的随机减量法为基础进行研究,避免了这一限制。随机减量法通过一定条件下的平均,将随机响应衰减为自由响应。无叠盖的随机减量法保证了随机... 详细信息

工况模态分析中的损伤定位受限于无法精确地施加相同激励于原系统和损伤后的系统,本文以无叠盖的随机减量法为基础进行研究,避免了这一限制。随机减量法通过一定条件下的平均,将随机响应衰减为自由响应。无叠盖的随机减量法保证了随机响应经过随机减量过程其残余响应保持相对随机的统计特性,从而提高数据品质。具体损伤定位算法借鉴Dynamic Damage Localization Vector(DDLV)算法,其核心是对原系统和损伤后系统的自由响应做减法得到残余响应,残余响应理论上在Laplace域内任意频率处应包含于相应的损伤区域在转移矩阵对应的列向量所构成的零空间。利用这一性质可以逐区域排查得出损伤区域。基于随机减量法和DDLV方法的结合,本文实现了环境激励下系统的损伤定位。

关键词：工况模态分析随机减量法 DDLV 损伤定位

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