检索结果-内蒙古大学图书馆

发动机主轴承保持架碰撞振动的力学模型与分析

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机械科学与技术 2000年第6期19卷 870-871页

作者：王春洁周延泽陆震北京航空航天大学机械设计中心北京100083

对发动机主轴承保持架的动力与冲击载荷进行分析研究 ,根据保持架的运动特点 ,并针对保持架的碰撞问题作详细讨论 ,建立了它的冲击振动模型。分析了此碰撞与其它因素的关系及影响。

关键词：保持架碰撞振动冲击载荷发动机力学模型

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变质量碰撞振动系统的建模及动力学分析

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机械设计 2011年第3期28卷 47-51页

作者：朱岩王树林王国军军事交通学院汽车工程系天津300161 上海理工大学材料科学与工程学院上海200093

在建立变质量碰撞振动系统的动力学模型时,将自由质量与主系统之间的不连续碰撞过程等效为弹簧刚度和粘性阻尼的连续作用,并以分岔和混沌理论为基础,通过数值法分析了激振频率对变质量碰撞振动系统动态特性的影响。研究表明,以频率比作... 详细信息

在建立变质量碰撞振动系统的动力学模型时,将自由质量与主系统之间的不连续碰撞过程等效为弹簧刚度和粘性阻尼的连续作用,并以分岔和混沌理论为基础,通过数值法分析了激振频率对变质量碰撞振动系统动态特性的影响。研究表明,以频率比作为控制参数时,系统的振动响应经历了由周期运动—混沌—周期运动变化的过程。该研究方法为颗粒碰撞阻尼振动系统的分析和设计提供了理论参考。

关键词：变质量碰撞振动分岔混沌

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含动摩擦的碰撞振动系统的动力学特性及其工程应用

含动摩擦的碰撞振动系统的动力学特性及其工程应用

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作者：张艳龙兰州交通大学

学位级别：博士

含摩擦和间隙的碰撞振动系统在机械、车辆工程等应用领域中经常遇到,如圆柱滚子轴承转动系统、车辆盘形制动系统等,这类碰撞振动系统常常受到动摩擦和随机因素的影响,系统的某些特定参数的变化常会引起系统响应的本质变化,如会产生分岔... 详细信息

含摩擦和间隙的碰撞振动系统在机械、车辆工程等应用领域中经常遇到,如圆柱滚子轴承转动系统、车辆盘形制动系统等,这类碰撞振动系统常常受到动摩擦和随机因素的影响,系统的某些特定参数的变化常会引起系统响应的本质变化,如会产生分岔现象,这导致系统动态失稳,若得不到及时控制,将会造成系统动力学结构的重大破坏,这就迫切需要对此类系统的动态行为有更全面的了解。因此本文在车辆盘形制动系统简化振动系统模型的基础上,考虑动摩擦、间隙、碰撞等因素,建立了几类有一定递进关系的含动摩擦和间隙的碰撞振动系统模型,得到了系统的运动微分方程,并数值仿真分析了系统的动力学特性及部分系统参数对系统动力学行为的影响,进而通过实例研究了该类系统在实际工程中的应用。本文主要内容及结论如下:首先在由车辆盘形制动系统简化而来的经典含摩擦单自由度振动系统模型的基础上,考虑间隙、碰撞以及随机干扰等因素,引入三种动摩擦模型:Dankowicz动摩擦、Lu Gre动摩擦和改进Lu Gre动摩擦,分别建立了含动摩擦和间隙的单自由度刚性、弹性碰撞振动系统的力学模型,得到了系统的运动微分方程,分析了系统的运动状态。进而借助系统分岔图、相图及时间历程图,数值仿真分析了一定参数下系统的多种摩擦诱导振动形式,并分析了特定参数对系统动力学行为的影响以及随机干扰下系统的动力学变化。结果表明,刚性碰撞系统呈现不同运动形式的摩擦诱导黏滞混沌振动、黏-滑-碰运动、特殊的擦边碰撞和颤振运动;随机激励干扰使得系统的相轨呈现发散趋势,且其对右侧约束处碰撞的影响较大。弹性碰撞系统运动存在两种不同的复杂演化过程:(1)滑移-碰撞接触-接触分离?滑移-黏滞-碰撞接触-接触分离?滑移-黏滞;(2)滑移-颤振-碰撞接触-接触分离?滑移-颤振-黏滞-碰撞接触-接触分离?滑移-双黏滞-碰撞接触-接触分离?滑移-碰撞接触-接触分离;随机激励干扰使得系统的相轨也呈现发散趋势,且随着随机激励强度的增大,系统的相轨会出现无规则的发散行为。工程实际中车辆盘形制动系统、圆柱滚子轴承转动系统多为多自由度振动系统,自由度的增多使得系统的力学建模、运动过程分析和数值仿真变得更为复杂,动力学特性也会更为复杂。因此为了方便后面的工程应用实例的力学建模与动力学行为分析,在前面含动摩擦和间隙的单自由度刚性、弹性碰撞振动系统的建模和动力学分析的基础上,建立了含Dankowicz动摩擦和间隙的两自由度单侧刚性约束和双侧刚性约束碰撞振动系统的力学模型,数值仿真分析了系统的黏滑颤振特性;建立了含Lu Gre动摩擦及间隙的两自由度弹性碰撞振动系统的力学模型,数值仿真分析了带速和间隙分别对系统动力学行为及稳定性的影响。结果表明,这两种两自由度刚性碰撞系统在低频下的颤振更为明显,都会出现滑动—黏滞—数次碰撞或颤振—短暂停留—滑动运动来回往复的现象,且随着频率增大,颤振在约束面处停留减短,直至消失。两自由度弹性碰撞系统在带速较低时,在弹性碰撞之前出现粘着运动;在带速较高时,质块1与带的相对速度在零附近与大于零之间变化。两自由度弹性碰撞系统在间隙较小时,在碰撞之前发生粘着运动;在间隙较大时,弹性碰撞前后都有粘着运动发生。最后考虑工程实际碰撞振动系统,在前面几种含动摩擦和间隙的碰撞系统的研究基础上,建立一类含Lu Gre动摩擦和间隙的单列圆柱滚子轴承系统模型,数值仿真分析了系统部分关键参数对系统动力学行为的影响;分别建立了含Dankowicz动摩擦、改进Lu Gre动摩擦的四自由度车辆制动系统模型,得到了系统运动微分方程,根据雅克比矩阵求解特征值,以便分析系统的稳定性,借助相图和时间历程图,数值仿真分析了制动系统在纵向和垂向的振动特性及系统部分关键参数对系统动力学行为的影响。结果表明,圆柱滚子轴承系统在激振频率较小时,存在不同的运动周期;随着激振频率的递增,系统的运动周期数逐渐减小,直至稳定的单周期运动;当激振频率与间隙均较小时系统在混沌运动和逆周期倍化分岔之间演化,存在多周期运动。四自由度的车辆制动系统在某些系统参数下,系统运动会处于失稳状态,闸片的纵向和垂向振动位移和速度的幅值会随着时间不断增加,直至系统被破坏;但是通过调节摩擦模型参数和系统参数,最终可以使得两闸片的纵向和垂向振动调至稳定状态。

关键词：动摩擦碰撞振动车辆盘形制动动力学特性黏滑

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齿轮传动系统碰撞振动特性研究

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机械设计与制造 2019年第1期 8-12页

作者：代东昌周建星张建杰孙文磊新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

针对在高速轻载条件下,齿轮传动系统出现的碰撞振动现象。以直齿轮传动系统为研究对象,结合Hertz接触理论,构建了系统碰撞振动分析模型。在轻载条件下,就不同转速及负载对齿轮副碰撞振动的影响进行了分析。研究发现载荷较小时轮齿间产... 详细信息

针对在高速轻载条件下,齿轮传动系统出现的碰撞振动现象。以直齿轮传动系统为研究对象,结合Hertz接触理论,构建了系统碰撞振动分析模型。在轻载条件下,就不同转速及负载对齿轮副碰撞振动的影响进行了分析。研究发现载荷较小时轮齿间产生碰撞振动现象,啮合力频谱出现1/3次谐波,此时表现出极强的非线性,随转速的增加,碰撞力幅值逐渐增大,脱啮时间逐渐减小;随负载逐渐增加齿面依次经历了双侧碰撞,单侧碰撞以及正常啮合三个阶段,当负载达到碰撞振动门槛值时,齿轮副开始正常啮合。该研究成果为齿轮系统的减振降噪提供了理论依据。

关键词：齿轮副 Hertz接触碰撞振动动态特性

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结构碰撞振动的建模与模态截断

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固体力学学报 2001年第2期22卷 205-208页

作者：金栋平胡海岩南京航空航天大学振动工程研究所南京210016

根据弹性体碰撞理论和结构模态分析 ,提出一种简便方法识别两弹性结构的碰撞恢复系数和碰撞速度 ,进而可确定碰撞阻尼 .该方法及后继的碰撞振动分析涉及到结构模态截断 .为此 ,文中分析了模态截断对碰撞参数识别精度的影响 ,讨论了不同... 详细信息

根据弹性体碰撞理论和结构模态分析 ,提出一种简便方法识别两弹性结构的碰撞恢复系数和碰撞速度 ,进而可确定碰撞阻尼 .该方法及后继的碰撞振动分析涉及到结构模态截断 .为此 ,文中分析了模态截断对碰撞参数识别精度的影响 ,讨论了不同模态截断对研究碰撞系统动力学行为的作用 .

关键词：弹性结构碰撞振动参数识别模态截断弹性梁

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一类两自由度碰撞振动系统动力学研究

一类两自由度碰撞振动系统动力学研究

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作者：刘新华北京航空航天大学

学位级别：硕士

本文对一类两自由度刚性约束碰撞振动动力系统的动力学行为进行了研究。\n 第一章介绍了本论文的研究目的及意义、碰撞振动动力系统的一些基本理论、国内外对非线性非光滑碰撞振动动力系统的研究现状以及本文所作的主要工作。\n ... 详细信息

本文对一类两自由度刚性约束碰撞振动动力系统的动力学行为进行了研究。\n 第一章介绍了本论文的研究目的及意义、碰撞振动动力系统的一些基本理论、国内外对非线性非光滑碰撞振动动力系统的研究现状以及本文所作的主要工作。\n 第二章介绍了本文采用的数值仿真工具Matlab的优越性，详细讨论了Matlab所采用的自动变步长技术及事件检测函数，此二者结合可精确寻找碰撞振动系统的碰撞点；第二章还重点介绍了碰撞振动系统中的擦边碰撞和计算中避免由擦边碰撞引起轨线穿越碰撞面情形发生的处理方法。\n 第三章对一类两自由度刚性约束碰撞振动系统的动力学行为进行了仿真和研究后发现：去除该系统的暂态运动后，取连续 ( 足够大)次Poincaré映射Jacobi矩阵的特征值作比较，将模最大的特征值作为该系统Poincaré映射Jacobi矩阵特征值，当系统Poincaré映射Jacobi矩阵存在位于单位圆外的特征值时，系统的运动可能不是周期运动。给出了计算刚性约束碰撞振动动力系统Jacobi 矩阵及特征值的解析算法和半解析算法。在对此刚性约束非线性碰撞振动动力系统进行数值仿真时发现了一种有待进一步分析的刚性约束碰撞振动系统Poincaré映射Jacobi 矩阵特征值通过-1穿过单位圆的分叉。

关键词：非光滑两自由度碰撞振动振动动力学 Poincare映射 Jacobi矩阵

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非光滑碰撞振动系统的动力学分析

非光滑碰撞振动系统的动力学分析

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作者：孙万奇石家庄铁道大学

学位级别：硕士

碰撞、干摩擦等各种非光滑因素的存在而产生的一类动力系统称为非光滑系统,这类系统遍布于各种工程领域内。同时,鉴于分数阶可以更加准确地描述动力学系统的动态响应,分数阶在动力学系统中的应用也越来广泛,因此,非光滑因素和分数阶导... 详细信息

碰撞、干摩擦等各种非光滑因素的存在而产生的一类动力系统称为非光滑系统,这类系统遍布于各种工程领域内。同时,鉴于分数阶可以更加准确地描述动力学系统的动态响应,分数阶在动力学系统中的应用也越来广泛,因此,非光滑因素和分数阶导数相结合的动力系统更是目前研究的热点之一。所以深入研究随机激励下分数阶碰撞振动系统的动力学响应、随机分岔以及混沌运动等具有十分重要的意义。首先,基于传统的随机平均法与非光滑变换,研究了分数阶联合随机激励下单自由度单侧碰撞振动系统的稳态响应,根据解析所得FPK方程,分别得到系统的振幅、位移、速度的稳态概率密度函数,并根据系统概率密度函数得到振幅、位移、速度的稳态概率密度图、时间位移图、时间速度图。利用数值模拟验算了该方法的准确性并探讨了系统各参数对系统稳态响应的影响。其次,运用能量包线随机平均法与非光滑变化对分数阶随机参激激励下单侧碰撞振动系统的随机响应进行了研究。在较小阻尼系数和较低能量损失以及高强度随机参激的假设下,基于能量角度计算得到系统能量、位移、速度概率密度方程以及位移和速度联合概率密度方程,并进一步讨论了碰撞振动系统的分数阶阶次、分数阶系数、恢复系数、阻尼随机参激的变化对系统稳态随机响应的影响,并发现了系统的一些参数变化会导致系统发生随机分岔。再次,面对发现的系统出现随机分岔现象,应用传统随机平均法对乘性随机激励下分数阶Rayleigh振子单边碰撞振动系统的随机分岔问题进行了详细研究。将分数阶微分等效为相应的阻尼力与恢复力,并运用非光滑变换将原系统变换成不含速度跳的系统。运用随机平均法得到系统的概率密度函数及其稳态解。引入突变理论推导出系统发生随机P-分岔的临界参数条件表达式,根据所求,分析了分数阶系数、分数阶阶次、恢复系数等主要参数对分数阶Rayleigh振子碰撞系统发生分岔的影响。最后,采用Melnikov方法研究了分数阶周期及随机激励下碰撞振动系统的混沌。基于简谐周期激励下Melnikov方法的思路,求出了随机激励下碰撞振动系统的Melnikov函数,其组成分为确定项和随机项,对稳态响应函数进行变换可得到相应的方差与均方准则公式。由此可知混沌阈值是噪声强度和恢复系数的函数,并且噪声强度和恢复系数的变化对阈值有一定的影响。之后利用相图、庞卡莱图、时间位移图、时间速度图验证所求。研究发现,噪声强度的变化会在一定程度上抑制系统发生混沌。

关键词：碰撞振动随机激励分数阶导数随机平均法随机分岔混沌

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干摩擦碰撞振动系统的非线性动力学研究

干摩擦碰撞振动系统的非线性动力学研究

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作者：张有强兰州交通大学

学位级别：硕士

存在干摩擦和间隙的机械构件广泛地存在于机械系统中。由于含干摩擦和间隙非光滑因素的动力系统属于非线性动力学范畴,使得含这类元件构成的振动系统的动力学行为变得很复杂,甚至会改变机构动力系统的拓扑结构,并致使系统的精度降低,引... 详细信息

存在干摩擦和间隙的机械构件广泛地存在于机械系统中。由于含干摩擦和间隙非光滑因素的动力系统属于非线性动力学范畴,使得含这类元件构成的振动系统的动力学行为变得很复杂,甚至会改变机构动力系统的拓扑结构,并致使系统的精度降低,引起的振动、噪声等问题已成为当前非线性动力学研究的热点。本文运用理论分析与数值模拟相结合研究了摩擦碰撞振动系统的非线性动力学行为。其主要内容如下: 1.综述了包含干摩擦环节的碰撞振动系统近年来的部分研究成果、最新发展动态和尚存在的主要问题。从工程实际出发建立了常用的摩擦力模型,针对摩擦振动过程中粘滑状态分界点精确捕捉的问题,给出了判定系统滑动状态与粘着状态分界点的理论方法,并对一两自由度干摩擦振动系统的响应进行了验证,数值模拟了系统的粘滑振动以及经周期运动失稳通向混沌的道路,进一步分析了由干摩擦引起的粘滑振动行为,结合Lyapunov指数讨论了系统的稳定性。 2.基于对含干摩擦振动系统的非线性动力学行为的研究与仿真,以含干摩擦和间隙的单自由度摩擦碰撞振动系统为研究对象,对运动中存在的滑动、粘着、碰撞给出了判断方法和衔接准则,进而推导出各阶段系统的解析解,并采用数值迭代方法求解和分析系统的复杂非线性动力学行为。通过数值模拟探讨了系统所呈现出的周期运动、拟周期运动、分岔与混沌行为以及由干摩擦导致的粘滑振动,并讨论了Poincaré截面上不动点类型的转迁及其向混沌的演化过程。 3.建立了两自由度含对称间隙的干摩擦碰撞振动系统的动力学模型,利用理论方法、数值模拟方法求解系统的响应。结果表明系统存在岔式分岔,由对称周期运动变为一对反对称的周期运动,进而通过Hopf分岔或周期倍化分岔通向混沌。在参数全局的变化过程中,系统存在类型丰富的周期运动、拟周期运动以及混沌。此外,系统在运动过程还呈现出对称运动、反对称运动、粘滑碰撞运动、以及由初始条件决定的共存吸引子,并近一步讨论了干摩擦对全局分岔性态的影响。 4.基于摩擦学理论、动力学理论、粘滑理论和摩擦力—速度曲线的负斜率特性,建立了盘形制动系统的动力学模型,数值分析了制动力和制动初速度对制动噪声的影响,从而对制动噪声进行控制。最后对本文的研究工作进行了总结。

关键词：干摩擦碰撞振动间隙粘滑振动盘形制动 Poincaré映射分岔混沌

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一类两自由度碰撞振动系统的动力学研究

一类两自由度碰撞振动系统的动力学研究

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作者：魏艳辉广西大学

学位级别：硕士

本文以一类具有阻尼的两自由度碰撞振动系统为研究对象。首先分析系统周期运动的存在性及稳定性。通过数值模拟，讨论系统参数对周期运动的影响。最后，研究系统Lyapunov指数谱的计算方法，并运用阻尼系数反馈混沌控制方法，将系统的混... 详细信息

本文以一类具有阻尼的两自由度碰撞振动系统为研究对象。首先分析系统周期运动的存在性及稳定性。通过数值模拟，讨论系统参数对周期运动的影响。最后，研究系统Lyapunov指数谱的计算方法，并运用阻尼系数反馈混沌控制方法，将系统的混沌镇定到周期一和周期二轨道。通过这些研究，较全面地揭示了这类系统中存在的复杂的非线性动力学行为。本文的主要研究内容如下：第一章简述碰撞振动系统的研究状况、混沌及其控制的发展，讨论光滑动力系统中Lyapunov指数的计算方法，非光滑动力系统Lyapunov指数研究现状，最后介绍本文所研究的两自由度碰撞振动系统的力学模型及其运动方程。第二章基于Pincaré映射的方法，通过解析的方法导出系统单碰周期n次谐运动存在性判据，数值模拟验证了理论分析的正确性，并给出分析其稳定性的判别公式。通过数值模拟的方法，讨论系统的局部分岔与全局分岔，同时比较了系统参数变化对其周期运动的影响，发现在强阻尼，弱激励，小质量比，较大恢复系数下系统将会出现较多的有规律的周期运动。第三章引入局部映射，利用Poincaré映射分析方法和Gram-Schmidt正交化以及范数归一化方法，得到两自由度碰撞振动系统Lyapunov指数谱的计算方法，数值模拟验证了该方法的正确性和有效性，最后，运用阻尼系数反馈控制方法，对系统的混沌进行控制，数值模拟表明，选取适当的控制增益系数时，可以将系统的混沌镇定到周期一和周期二轨道。

关键词：碰撞振动周期运动 Poincaré映射 Lyapunov指数谱混沌控制

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单自由度碰撞振动系统的混沌及其电路仿真

单自由度碰撞振动系统的混沌及其电路仿真

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作者：何艺兰州交通大学

学位级别：硕士

碰撞振动系统广泛存在于生产的各个领域。一方面,由于碰撞会对系统的正常运行造成较大的影响,因此,在很多机械的设计过程中,都要避免强烈的碰撞行为,例如,高速铁路列车的车轮与铁轨之间的相互作用等;另一方面,许多机械系统是利用内部各... 详细信息

碰撞振动系统广泛存在于生产的各个领域。一方面,由于碰撞会对系统的正常运行造成较大的影响,因此,在很多机械的设计过程中,都要避免强烈的碰撞行为,例如,高速铁路列车的车轮与铁轨之间的相互作用等;另一方面,许多机械系统是利用内部各个机械零件之间的相互碰撞来达到工作目的,例如,离心式脱水机等。因此,对于构件之间具有间隙的碰撞振动系统的研究,具有广泛的实际意义。本文以单自由度碰撞振动系统为研究对象,首先概述了非线性振动系统中可能出现的非线性复杂动力学行为,依照振动系统模型的构成方式,简化物理模型,建立其数学模型,并进行数值分析。根据参数的变化,得出系统的相图、Poincaré映射图及全局分岔图,分析了系统混沌的形成过程,得到系统的混沌运动。其次,分别利用延迟反馈控制法,外加激励法实现单自由度碰撞振动系统的混沌控制,并分别得到了各种控制方法下,控制参数的取值范围,获得了受控系统的稳定周期轨道。两类方法的不同之处在于时间延迟反馈法属于反馈控制,而外加周期激励法属于无反馈控制。最后利用EWB仿真软件对该系统进行电路仿真。应用该软件进行电路仿真,搭建了六种单自由度碰撞振动系统的模拟电路,分析了各种模拟电路的特点及其运动特性。该软件仿真的手段切合实际,选用元器件和仪器与实际情况非常接近。但非线性系统对参数具有极强的敏感性,同时电子元件本身也存在误差。数值仿真结果表明,电路系统与机械系统的运动行为有一定的差别。

关键词：碰撞振动混沌分岔混沌控制电路仿真

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