检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2023年第8期42卷 62-68页

作者：郭建斌申永军石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

以含分数阶微分项的van der Pol-Mathieu方程为对象,研究了谐波激励作用下主共振的动力学行为和稳定性。采用平均法得到了方程近似解析解,通过数值方法验证了解析结果的准确性。建立了系统稳态响应的幅频方程,利用Lyapunov第一方法得到... 详细信息

以含分数阶微分项的van der Pol-Mathieu方程为对象,研究了谐波激励作用下主共振的动力学行为和稳定性。采用平均法得到了方程近似解析解,通过数值方法验证了解析结果的准确性。建立了系统稳态响应的幅频方程,利用Lyapunov第一方法得到定常解的稳定条件,确定解的稳定性。在此基础上,分析了参激项、自激项以及分数阶微分项参数对系统幅频特性的影响。结果表明:改变参激项系数主要影响系统的响应幅值和共振频率范围;改变自激项系数主要影响系统响应幅值和多值性;改变分数阶微分项系数和阶次对系统的动力学行为具有双重调节的作用。

关键词：分数阶微分 van der Pol-Mathieu方程平均法稳定性

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动力吸振器复合非线性能量阱对线性镗杆系统的振动控制

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力学学报 2021年第11期53卷 3124-3133页

作者：吕嘉琳牛江川申永军杨绍普石家庄铁道大学交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

研究了线性动力吸振器复合非线性能量阱对线性镗杆在外部简谐激励下的振动控制.忽略镗杆系统中的非线性因素,建立了附加线性动力吸振器和非线性能量阱的镗杆系统的三自由度运动方程,研究了附加复合式动力吸振器的镗杆系统的受迫振动.通... 详细信息

研究了线性动力吸振器复合非线性能量阱对线性镗杆在外部简谐激励下的振动控制.忽略镗杆系统中的非线性因素,建立了附加线性动力吸振器和非线性能量阱的镗杆系统的三自由度运动方程,研究了附加复合式动力吸振器的镗杆系统的受迫振动.通过平均法得到了附加复合式动力吸振器的镗杆系统的近似解析解,并利用数值解验证了近似解析解的准确性,两者具有很好的一致性.利用近似解析解详细分析了线性动力吸振器和非线性能量阱的参数对镗杆振动抑制性能的影响.对给定质量的复合式动力吸振器进行了参数优化,其中线性动力吸振器参数采用H;优化方法的近似解析解进行了优化,非线性能量阱的阻尼利用系统的近似解析解进行了优化.分析结果表明,线性动力吸振器与非线性能量阱组合可以有效抑制线性镗杆系统的振动,而且采用参数优化后的复合式动力吸振器可以获得更好的减振效果.通过附加非线性能量阱,不但可以提高线性动力吸振器的振动抑制效果,而且还可以提高振动控制系统的鲁棒性.

关键词：振动控制动力吸振器非线性能量阱近似解析解

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复合干摩擦的准零刚度隔振系统的亚谐共振

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力学学报 2022年第4期54卷 1092-1101,I0005页

作者：牛江川张婉洁申永军王军石家庄铁道大学交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

利用增量平均法研究了复合干摩擦阻尼器的准零刚度非线性隔振系统在外部简谐激励作用下的1/3次亚谐共振.首先利用平均法得到了复合干摩擦的准零刚度隔振系统的主共振近似解析解,然后在系统主共振近似解析解的基础上将系统的亚谐共振响... 详细信息

利用增量平均法研究了复合干摩擦阻尼器的准零刚度非线性隔振系统在外部简谐激励作用下的1/3次亚谐共振.首先利用平均法得到了复合干摩擦的准零刚度隔振系统的主共振近似解析解,然后在系统主共振近似解析解的基础上将系统的亚谐共振响应看作增量,并利用平均法得到了准零刚度隔振系统的亚谐共振近似解析解.利用李雅普诺夫方法得到了准零刚度隔振系统主共振和亚谐共振稳态解的稳定性条件,并推导了系统1/3次亚谐共振的存在条件.根据近似解析解分别得到了复合干摩擦的准零刚度隔振系统的主共振和亚谐共振力传递率.利用数值解验证了准零刚度隔振系统主共振和亚谐共振近似解析解的准确性.利用系统的近似解析解详细分析了准零刚度参数和干摩擦力对系统主共振和亚谐共振的幅频响应以及力传递特性的影响.分析结果表明,通过选取合适的干摩擦力参数,可以消除准零刚度隔振系统在主共振区域的亚谐共振.通过复合干摩擦阻尼器不但可以提高准零刚度隔振系统在低频区域的振幅抑制效果,而且可以降低准零刚度隔振系统的起始隔振频率,但是会增大系统在有效隔振频带内的力传递率.

关键词：亚谐共振准零刚度隔振干摩擦

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移动荷载作用下三跨钢-混组合连续梁桥面铺装动态响应

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东南大学学报（自然科学版） 2019年第6期49卷 1109-1115页

作者：严战友靳兆阳赵晓林陈恩利王旭蕊石家庄铁道大学交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043

为研究移动荷载作用下三跨钢混组合连续梁桥面铺装层响应,建立了一种三跨钢混组合连续梁模型,桥面铺装层采用沥青混合料黏弹属性,移动荷载采用DLOAD与UTRACLOAD子程序实现.结果表明,上面层、下面层、水泥混凝土层及钢板层的最大垂向挠... 详细信息

为研究移动荷载作用下三跨钢混组合连续梁桥面铺装层响应,建立了一种三跨钢混组合连续梁模型,桥面铺装层采用沥青混合料黏弹属性,移动荷载采用DLOAD与UTRACLOAD子程序实现.结果表明,上面层、下面层、水泥混凝土层及钢板层的最大垂向挠度值比纵梁大17%.由于纵梁与横梁支撑,纵梁的最大垂向挠度比非纵梁小6.6%,横梁最大垂向挠度比非横梁小3.1%.剪力钉与混凝土全接触时的竖向挠度最大,黏结与接触共同作用时的竖向挠度次之,全黏结时的竖向挠度最小.桥面铺装层承受垂向压应力,上、下面层承受横向压应力,钢板层承受横向拉应力,上面层与水泥混凝土层承受纵向压应力,下面层既承受纵向压应力又承受纵向拉应力,钢板层承受纵向拉应力.

关键词：钢混组合连续梁模型移动荷载桥面铺装系统动态响应

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一类阻尼控制半主动隔振系统的解析研究

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力学学报 2020年第6期52卷 1743-1754页

作者：张婉洁牛江川申永军杨绍普王丽石家庄铁道大学交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

研究了一类基于相对速度反馈的含立方刚度的单自由度非线性半主动隔振系统.通过平均法得到了系统分别在基于加速度-相对速度反馈的加速度驱动阻尼控制策略、速度-相对速度反馈的天棚阻尼控制策略和位移-相对速度反馈的地棚阻尼控制策略... 详细信息

研究了一类基于相对速度反馈的含立方刚度的单自由度非线性半主动隔振系统.通过平均法得到了系统分别在基于加速度-相对速度反馈的加速度驱动阻尼控制策略、速度-相对速度反馈的天棚阻尼控制策略和位移-相对速度反馈的地棚阻尼控制策略下主共振响应的近似解析解,并利用数值解验证了近似解析解的准确性.通过Lyapunov理论对不同控制策略下系统的稳定性进行了分析,讨论了系统参数对控制效果的影响.分析结果表明,对3种基于相对速度反馈的控制策略进行解析研究时,切换条件中的控制参数具有相同的表达式;在抑制共振响应振幅方面,基于速度-相对速度反馈的天棚阻尼控制策略在低频时的减振效果最好,而基于加速度-相对速度反馈的加速度驱动阻尼控制策略在高频时的减振效果最优;在抑制瞬态响应振幅方面,基于速度-相对速度反馈的天棚阻尼控制策略的减振效果最好.此类解析研究方法可应用到其他半主动开关控制策略中,为半主动隔振系统的控制策略研究提供了有效的方法和手段.

关键词：隔振系统半主动控制主共振平均法近似解析解

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重载铁路基床污染级配碎石临界动应力及动强度特性研究

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铁道学报 2022年第7期44卷 145-153页

作者：杨志浩岳祖润叶朝良胡田飞介少龙石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学交通运输学院河北石家庄050043

重载铁路基床表层级配碎石受细粒土侵入污染后服役性将大幅劣化,掌握循环荷载下污染级配碎石临界动应力及动强度的演变特征,对揭示路基病害的产生机理至关重要。首先,以不同细粒含量的级配碎石为研究对象,开展一系列不同应力水平条件下... 详细信息

重载铁路基床表层级配碎石受细粒土侵入污染后服役性将大幅劣化,掌握循环荷载下污染级配碎石临界动应力及动强度的演变特征,对揭示路基病害的产生机理至关重要。首先,以不同细粒含量的级配碎石为研究对象,开展一系列不同应力水平条件下的大型动三轴试验,探究细粒含量、围压及动应力幅值对试样累积塑性应变及临界动应力的耦合影响机制。然后,基于塑性安定理论,对试样在不同条件下的变形行为进行划分,并进一步建立考虑围压及细粒含量参数的塑性蠕变状态临界动应力计算模型。最后,分析细粒含量及围压对动强度的影响规律,并通过归一化方法建立了静、动强度间的计算模型。研究成果可为基于强度控制原则的重载铁路新型路基结构设计提供参考。

关键词：重载铁路污染级配碎石细粒含量临界动应力动强度

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寒区路基地源热泵系统冻胀防控效果

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第5期62卷 871-880页

作者：胡田飞王力石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043

为解决目前寒区路基冻胀病害难以根除和缺少冻胀灾后抢险措施的难题,设计了一种寒区路基地源热泵系统。结果表明:路基热泵宜采用直接膨胀式换热形式,实体装置可以自动化地输出40、 50、 60℃等不同水平供热温度,制热系数大于3.0,实现对... 详细信息

为解决目前寒区路基冻胀病害难以根除和缺少冻胀灾后抢险措施的难题,设计了一种寒区路基地源热泵系统。结果表明:路基热泵宜采用直接膨胀式换热形式,实体装置可以自动化地输出40、 50、 60℃等不同水平供热温度,制热系数大于3.0,实现对地热能的高效收集、转化与传递。热泵运行第1、 5、 10 d的热作用半径分别达到0.76、 1.64、 2.30 m。案例模拟表明,在天然条件下路基中心冻结深度为0.89 m;而在人工供热条件下,冻结深度减小至0.2 m以内,土体升温幅度和热扩散范围随供热温度的提高而增大。实际应用中,面向冻胀快速解冻与应急抢险时,热泵沿路基纵向间距宜取2.0~4.0 m,供热容量设计为1.0~2.0 kW。

关键词：路基冻胀人工供热热泵供热温度冻结深度

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基于稀疏分解和频域相关峭度的轴承微弱故障特征提取

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振动与冲击 2019年第23期38卷 196-202,212页

作者：赵乐杨绍普刘永强顾晓辉王久健石家庄铁道大学交通运输学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

在强背景噪声和复杂激励的干扰下,滚动轴承的早期微弱故障特征往往难以提取,提出一种稀疏分解与频域相关峭度相结合的方式,对轴承早期微弱故障特征进行提取。稀疏表示方法是分析非平稳信号的一种有效方式,在轴承故障诊断中常用的一种方... 详细信息

在强背景噪声和复杂激励的干扰下,滚动轴承的早期微弱故障特征往往难以提取,提出一种稀疏分解与频域相关峭度相结合的方式,对轴承早期微弱故障特征进行提取。稀疏表示方法是分析非平稳信号的一种有效方式,在轴承故障诊断中常用的一种方法是利用K-SVD算法构造自适应字典,采用OMP算法对采集到的数据进行稀疏分解。利用频域相关峭度能够准确识别出轴承等旋转机械的循环冲击序列的特性,将其引入到字典构造过程中,求解稀疏分解时每次迭代逼近信号的频域相关峭度,并且找到最大频域相关峭度值所在位置,根据当前位置的信号重构原始信号,计算其包络及包络谱,分析故障类型。仿真信号和试验信号的结果表明:所提方法能够准确识别出轴承故障,验证了该方法在识别循环冲击序列的有效性和优越性。

关键词：滚动轴承微弱故障稀疏分解循环平稳

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基于DRBF-EKF算法的车辆质心侧偏角与路面附着系数动态联合估计

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力学学报 2022年第7期54卷 1853-1865页

作者：李韶华王桂洋杨泽坤王雪玮石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

车辆质心侧偏角和路面附着系数是实现车辆底盘智能化所需要的关键参数.车辆质心侧偏角对于提高车辆安全性和操控性至关重要,轮胎-路面附着系数决定轮胎力的峰值,进而确定汽车的动力学稳定性边界.本文针对四轮独立驱动电动汽车提出了一... 详细信息

车辆质心侧偏角和路面附着系数是实现车辆底盘智能化所需要的关键参数.车辆质心侧偏角对于提高车辆安全性和操控性至关重要,轮胎-路面附着系数决定轮胎力的峰值,进而确定汽车的动力学稳定性边界.本文针对四轮独立驱动电动汽车提出了一种基于惯性测量单元、轮毂电机内置转速/转角传感器的车辆质心侧偏角和路面附着系数动态联合估计方法.对四轮独立驱动电动汽车进行车辆动力学分析,结合Dugoff轮胎计算模型得到车辆质心侧偏角估计器;利用机器学习中高维数据降维PCA多元分析方法,提取主元特征参数,建立路面附着系数估计器.采用可自适应调节网络结构的双径向基神经网络和扩展卡尔曼滤波DRBF-EKF方法,通过K-means算法改进RBF神经网络结构,扩展卡尔曼滤波进行噪声滤波提高估计精度,实现车辆质心侧偏角和路面附着系数的动态联合估计.通过仿真和实车实验表明,所设计的DRBF-EKF动态联合估计器实时性和估计精度均优于扩展卡尔曼滤波算法,可以适应车辆行驶过程中路面附着特性与车速的变化,表现出较强的鲁棒性;与DRBF方法相比,显著提高了估计精度;并且分析了可以同时满足估计精度和实时性要求的最佳隐含层神经元个数.

关键词：四轮独立驱动参数估计质心侧偏角路面附着系数神经网络

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柔性轮对的离散时间传递矩阵法建模及垂向振动

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力学学报 2022年第5期54卷 1375-1386页

作者：刘鹏飞杨绍普刘永强顾晓辉刘泽潮石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

针对铁道车辆轮对系统的弹性振动及台架高频激振试验仿真问题,以离散时间传递矩阵法建立了柔性轮对振动模型.基于Newmark-β隐式法积分格式推导了分布质量弹性轮轴、集总质量车轮及弹簧-阻尼单元的离散时间传递矩阵,采用Riccati法、Newm... 详细信息

针对铁道车辆轮对系统的弹性振动及台架高频激振试验仿真问题,以离散时间传递矩阵法建立了柔性轮对振动模型.基于Newmark-β隐式法积分格式推导了分布质量弹性轮轴、集总质量车轮及弹簧-阻尼单元的离散时间传递矩阵,采用Riccati法、Newmark-β法实现轮对系统垂向振动加速度以及速度、位移的求解,将轮对模型与采用新型显式积分法求解的构架、轨道轮组动力学模型集成,完成机车车辆单轴滚振试验台的动力学建模,提出了混合积分模式下动态仿真求解流程.基于滚振试验台,开展了轨道轮初始表面粗糙度、打磨多边形及局部凹陷状态下300~400 km/h高速运行试验,同步开展了相应的动力学仿真,通过在时域-频域对测试和计算结果的比较,检验了理论模型.结果表明,在振动加速度的时域-频域特性和幅值分布上,单轮对柔体模型总体能够较好反映500 Hz频率下系统的中高频振动规律,有效捕捉车轮不圆、多边形磨耗、局部凹陷等动态激扰,三种轨面状态下计算的轴箱加速度幅值误差总体低于9%,模型具有较好的适应性和准确性.但相关建模方法如何在复杂空间结构中应用需要进一步探索.

关键词：柔性轮对传递矩阵动力学建模高速试验滚振试验台

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