检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2023年第23期59卷 105-117页

作者：岳晓乐张慧康余钡张莹西北工业大学数学与统计学院西安710129 西北工业大学空天领域复杂性科学教育部重点实验室西安710129

飞行器或列车由于服役环境复杂,壁板结构往往受到多种激励作用,影响其正常使用与安全。为此,针对亚音速气流下粘弹性壁板在外激力、气动力和随机噪声联合作用下的全局动力学特性展开研究。通过全局分岔图,观测到了激变、逆倍周期分岔等... 详细信息

飞行器或列车由于服役环境复杂,壁板结构往往受到多种激励作用,影响其正常使用与安全。为此,针对亚音速气流下粘弹性壁板在外激力、气动力和随机噪声联合作用下的全局动力学特性展开研究。通过全局分岔图,观测到了激变、逆倍周期分岔等一系列复杂的动力学行为,借助胞映射方法,获得了系统的吸引子、吸引域、鞍等全局信息,得到了系统响应演化过程中的瞬态与稳态概率密度函数。讨论了激励幅值和频率对壁板稳态响应的影响,发现确定性系统随着粘弹性参数和激励幅值的变化会呈现复杂的全局结构,揭示了激变现象的发生机制。随机激励下无论是瞬态还是稳态情形,系统随机响应的演化过程始终与确定性全局结构中的不稳定流形形状保持一致,激励幅值和频率的增加会导致稳态响应概率函数峰值的减小。研究结果对于壁板安全防护设计具有理论指导意义。

关键词：粘弹性壁板胞映射方法全局动力学随机响应

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双不确定参数作用下双稳态能量采集系统的随机响应分析

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动力学与控制学报 2023年第10期21卷 72-84页

作者：张莹高艺玲段霞霞贾万涛岳晓乐西北工业大学数学与统计学院西安710129 西北工业大学空天领域复杂性科学教育部重点实验室西安710129

非线性多稳态能量采集系统模型复杂、结构参数较多,由于测量、加工、装配过程中不可避免的存在误差,这些结构参数都存在一定的不确定性.而关键参数的微小变化都可能对系统输出电压产生显著影响,特别当多不确定参数同时存在时,可能会对... 详细信息

非线性多稳态能量采集系统模型复杂、结构参数较多,由于测量、加工、装配过程中不可避免的存在误差,这些结构参数都存在一定的不确定性.而关键参数的微小变化都可能对系统输出电压产生显著影响,特别当多不确定参数同时存在时,可能会对系统能量采集性能产生更加复杂的影响.因此,研究多不确定参数作用下非线性能量采集系统的随机行为十分必要.本文针对具有双不确定参数的双稳态能量采集系统,首先,利用Routh-Hurwitz定理分析了确定性双稳态系统平衡点的稳定性及其静态分岔特性;继而,借助正交多项式逼近法,将具有两个相互独立的不确定机电耦合系数的随机双稳态系统转化为等价确定性扩阶系统,使系统的随机响应问题转换为等价系统的响应问题;之后,从全局和局部两个角度出发,通过等价系统与确定性系统吸引子、吸引域、相轨、均方电压以及能量转化率的对比,揭示了不确定参数对系统动力学行为和发电性能的影响.结果表明,在一些敏感的参数区间内,两机电耦合系数的不确定性均会导致系统运动状态发生变化,且不确定参数强度越大,系统会越早通过倍周期分岔级联进入混沌状态;此外,在两机电耦合系数的不确定性作用下,系统均方电压均会出现一定程度的降低;且与电方程中机电耦合系数相比,机械方程中机电耦合系数对系统的影响更显著,当两不确定参数共同作用时,系统的能量采集性能变化更显著.

关键词：双稳态能量采集系统不确定参数正交多项式逼近法机电耦合系数

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航空发动机分数阶PID控制器的参数自整定方法

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动力学与控制学报 2023年第7期21卷 77-88页

作者：李永歌张潇许勇西北工业大学数学与统计学院西安710072 西北工业大学空天领域复杂性科学教育部重点实验室西安710072

控制器作为航空发动机的大脑,是保障发动机正常运行的核心部件,随着对发动机控制器精度和时效性的要求越来越高,传统PID控制器的性能亟需进一步提升.本文提出了改进的分数阶PID离线和在线参数整定方法,应用于涡扇发动机推力的控制中.首... 详细信息

控制器作为航空发动机的大脑,是保障发动机正常运行的核心部件,随着对发动机控制器精度和时效性的要求越来越高,传统PID控制器的性能亟需进一步提升.本文提出了改进的分数阶PID离线和在线参数整定方法,应用于涡扇发动机推力的控制中.首先,利用Caputo分数阶微积分定义建立分数阶PID模型,实现时域上的数值计算;其次,基于对数正态分布提出了改进的布谷鸟算法,实现了分数阶PID离线参数整定;然后,结合RBF网络设计参数线上整定方法,解决了参数在线整定问题;最后将相关理论应用于发动机推力的控制中,结果表明,相比其他几种优化算法,改进的布谷鸟优化算法对分数阶PID控制参数整定效果最好;利用RBF神经网络对分数阶PID进行在线整定时控制效果稳定,且分数阶PID的控制效果优于传统的PID控制,能提高对推力的控制能力.

关键词：航空发动机推力控制分数阶PID RBF网络智能优化算法

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多稳态动力系统中随机共振的研究进展

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力学进展 2023年第2期53卷 357-394页

作者：靳艳飞许鹏飞李永歌马晋忠许勇北京理工大学力学系山西农业大学数学系西北工业大学数学与统计学院西北工业大学空天领域复杂性科学教育部重点实验室山西大学数学科学学院

非线性随机动力学是力学、数学、工程等多个领域关注的热点,在航空航天、机械工程、生物生态等领域有广泛的应用.多稳态动力系统作为其最重要的研究对象,在随机扰动下具有丰富的动力学行为,如随机分岔、随机共振等,尤其是随机共振,已经... 详细信息

非线性随机动力学是力学、数学、工程等多个领域关注的热点,在航空航天、机械工程、生物生态等领域有广泛的应用.多稳态动力系统作为其最重要的研究对象,在随机扰动下具有丰富的动力学行为,如随机分岔、随机共振等,尤其是随机共振,已经被应用于机械故障诊断、微弱信号检测和振动能量俘获等工程实际问题中.本文主要综述了多稳态动力系统中的随机共振理论、方法及工程应用.首先,通过几类典型的非线性随机动力学系统,介绍了随机共振的经典理论和度量指标;其次,重点阐述了多稳态动力学系统,尤其是三稳态和周期势系统,在各类噪声激励下的随机共振现象,分析了其诱发机理、演化规律和研究方法;最后,介绍了多稳态动力系统中随机共振的几类应用实例,并进一步给出了随机共振当前面临的难题和未来的发展趋势等开放性问题.

关键词：随机共振, 多稳态动力系统, 相干共振, 平均首次穿越时间, 非高斯Lévy噪声

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考虑轮胎时滞效应的起落架摆振分析

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振动工程学报 2024年

作者：刘冲冲刘小川许勇杨正权黄兆铭中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西北工业大学数学与统计学院空天领域复杂性科学教育部重点实验室

航空轮胎变形波的传播受到起落架摆振频率、滑跑速度与结构振动耦合影响，导致轮胎侧向变形模式相应变化。以往的起落架轮胎摆振分析模型为传统的准静态恢复力模型，假设轮胎侧向力、回正力矩与轮胎侧偏角、侧向变形的函数关系固定不变... 详细信息

航空轮胎变形波的传播受到起落架摆振频率、滑跑速度与结构振动耦合影响，导致轮胎侧向变形模式相应变化。以往的起落架轮胎摆振分析模型为传统的准静态恢复力模型，假设轮胎侧向力、回正力矩与轮胎侧偏角、侧向变形的函数关系固定不变。本文基于轮胎张线理论，构建了一种考虑时滞效应的轮胎模型及考虑轮胎侧向变形模式动态变化的起落架-轮胎耦合摆振分析方程，实时计算轮胎在振动过程中的侧向变形空间分布，求解起落架与轮胎非线性动力学行为。引入时滞参数计算轮胎变形波的传播，借助二分法研究起落架-轮胎耦合摆振方程的稳定性，分析关键参数变化对起落架系统稳定性的影响，并给出了考虑时滞效应影响的摆振分析参数的测试方法及起落架摆振验证方法。通过本文的方法进行某型飞机起落架摆振分析及试验验证，计算得到的振动频率及摆振稳定区域与传统轮胎模型分析结果及试验结果相一致，验证了本文所构建的考虑轮胎侧向变形模式动态变化的起落架摆振分析方法的工程适用性。

关键词：摆振起落架轮胎时滞稳定性阻尼

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非马尔可夫噪声激励下单自由度非线性系统的FPK方程及振动响应求解

非马尔可夫噪声激励下单自由度非线性系统的FPK方程及振动响应求解

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：冯丽芳裴斌许勇西北工业大学空天领域复杂性科学教育部重点实验室

本文得到了一类分数高斯噪声激励的单自由度非线性系统的Fokker-Planck-Kolmogorov (FPK)方程,并对响应进行分析求解,这里分数高斯噪声的Hurst指数为1/2

关键词： FPK方程分数高斯噪声随机平均法局部线性化非线性动力系统

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高超声速含间隙随机机翼的可靠性分析及振动抑制

高超声速含间隙随机机翼的可靠性分析及振动抑制

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：郭伟力许勇西北工业大学数学与统计学院西北工业大学空天领域复杂性科学教育部重点实验室

由于机翼中的制造工艺,装配误差,器械老化引起的操纵面机械间隙和摩擦导致机翼系统存在间隙非线性。本文研究了具有立方间隙组合非线性的高超声速二元机翼模型,考虑了流动中不规则波动的影响。在不考虑随机性影响的情况下,针对高超声速... 详细信息

由于机翼中的制造工艺,装配误差,器械老化引起的操纵面机械间隙和摩擦导致机翼系统存在间隙非线性。本文研究了具有立方间隙组合非线性的高超声速二元机翼模型,考虑了流动中不规则波动的影响。在不考虑随机性影响的情况下,针对高超声速机翼模型,分析了不同结构非线性对机翼模型动力学行为的影响。随后,详细探讨了随机因素对高超声速流中机翼系统动力学行为的影响,特别是在Hopf分岔区域内,系统出现多种不同机理的低振幅振荡状态和高振幅振荡状态之间随机切换的有趣现象,研究与状态变量相关的长期行为的概率密度函数结构的变化(随机P分岔)来识别系统的随机分岔。其概率函数密度图像呈现出不同峰数等拓扑结构改变的现象,如火山口、双火山口等。随后在随机动力学机理分析的基础上,确定机翼颤振失效区域,得到机翼模型的可靠性参数域并进行了可靠性分析。为了提高机翼的可靠性,引入非线性能量阱抑制机翼振动,使系统临界颤振速度及发生分岔等动力学行为的速度显著提高。这项工作将为高超声速飞机的安全设计提供指导和新见解。

关键词：高超声速随机波动立方间隙非线性可靠性分析振动抑制

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时变载荷下含间隙的双轮前起落架摆振动力学

时变载荷下含间隙的双轮前起落架摆振动力学

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：杜晓蕾许勇西北工业大学力学与土木建筑学院西北工业大学数学与统计学院空天领域复杂性科学教育部重点实验室

起落架摆振是由起落架结构与轮胎动力学的相互作用引起的侧向与扭转方向的耦合振动。实际中起落架垂直载荷在不同的运行条件下会有不同程度的波动,如粗糙路面、侧风等不利工况下起落架垂直载荷会随时间变化并非恒定值。此外,起落架上下... 详细信息

起落架摆振是由起落架结构与轮胎动力学的相互作用引起的侧向与扭转方向的耦合振动。实际中起落架垂直载荷在不同的运行条件下会有不同程度的波动,如粗糙路面、侧风等不利工况下起落架垂直载荷会随时间变化并非恒定值。此外,起落架上下扭力臂产生的扭转间隙不仅会使系统发生摆振的临界速度大幅提前,还会对系统摆振稳定性产生不利影响,间隙导致的支柱扭转阻尼力矩会随着时变载荷的输入而变化。为了深入研究起落架摆振机理,本文考虑时变载荷下含间隙的双轮前起落架系统,通过引入垂向载荷、减震器内力与轮胎之间的关系,建立了具有垂向自由度的摆振模型。采用分岔分析、递归图等方法对系统进行了相应的动力学分析。研究表明,时变载荷与间隙的交互作用会对起落架稳定性产生显著影响。

关键词：双轮前起落架摆振 Hopf分岔时变载荷扭转间隙

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基于不平整跑道的飞机滑跑动力学模型研究综述

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航空科学技术 2024年第11期35卷 1-12页

作者：张莹秦若冰金峥嵘刘冲冲石学成贾万涛西北工业大学陕西西安710129 空天领域复杂性科学教育部重点实验室陕西西安710072 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065

飞机滑跑时会受到跑道不平整作用而引起随机振动,不仅会影响飞机着陆滑跑过程中乘客的舒适性,更会造成起落架结构损伤带来安全隐患。因此,研究飞机滑跑系统在不平整跑道上滑跑的动力学行为具有重要的理论价值和现实意义。本文基于飞机... 详细信息

飞机滑跑时会受到跑道不平整作用而引起随机振动,不仅会影响飞机着陆滑跑过程中乘客的舒适性,更会造成起落架结构损伤带来安全隐患。因此,研究飞机滑跑系统在不平整跑道上滑跑的动力学行为具有重要的理论价值和现实意义。本文基于飞机滑跑系统动力学模型的结构特点,重点探讨了非线性飞机滑跑系统从二质量块模型、多自由度模型到多体系统模型的发展变化。考虑跑道不平整对系统所带来的影响,详细梳理了不平整跑道的描述方法,而后为得到合理的外部载荷,从频域的功率谱方法和时域的谐波叠加法出发,分析不平整跑道对飞机滑跑系统的影响。最后,基于飞机滑跑系统的发展和在滑跑过程中所面临的问题,总结提出了复杂结构和环境对飞机滑跑动力学建模与影响分析的未来研究方向。

关键词：飞机滑跑起落架随机动力学随机振动功率谱密度

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