一类双自由度含间隙振动系统的混沌碰撞运动及控制

数值模拟了一类两自由度碰撞振动系统的概周期碰撞振动和混沌碰撞振动,通过调节正弦外加驱动力法控制该系统的混沌冲击振动.在适当的系统参数条件下该类系统呈现概周期碰撞振动,参数的变化导致概周期碰撞振动通过锁相或磕碰转迁为混沌碰撞振动.仿真结果表明通过调节正弦外加驱动力可将系统的概周期碰撞振动和混沌碰撞振动控制到稳定的周期碰撞振动.     

具有对称刚性约束碰撞振动系统的低频振动特性

间隙和约束的存在,使动力机械系统表现出丰富的非线性动力学行为.考虑具有对称刚性约束碰撞振动系统,应用数值计算的方法,研究系统在简谐激励力作用下的动力学响应和阻尼系数对振动特性的影响.通过定义描述系统周期特性和冲击振动特性的两种Poincaré截面,分析了系统基本周期振动和亚谐振动的模式多样性及冲击振动的转迁规律.结果表明,系统在低频带主要呈现基本周期碰撞振动,其随频率递减连续发生Grazing分岔,对称约束位置的碰撞次数随Grazing分岔的产生逐次分别加一,当碰撞次数足够大时,系统呈现非完全颤碰振动.随频率进一步递减,碰撞次数无限增大,非完全颤碰振动发生Sliding分岔,转迁为含粘滞特性的完全颤碰振动.     

碰撞振动系统动力学分析

针对混沌线谱控制研究中如何在小振幅下实现隔振系统在较宽频带内的混沌运动这一难题,通过在线性隔振系统中附加碰撞子系统,提出了基于碰撞振动的隔振系统混沌化方法,并对碰撞振动系统进行了分岔分析和振动特性分析,得到系统在不同参数条件下的运动规律.结果表明利用所设计的子系统,可以实现小幅值范围的混沌运动.     

一类摩擦碰撞振动系统的周期振动特性研究

建立了一类两自由度摩擦碰撞振动系统的力学模型,确定Poincare截面,通过数值仿真,分析了系统在简谐激振力作用下的周期碰撞振动特性,并讨论了传动带运动速度、传动带与质量块间的摩擦系数对系统周期碰撞振动特性的影响.研究结果表明系统的周期碰撞运动的形式呈现多样化,且在一定的系统参数下,传动带运行速度和摩擦系数的变化对系统的冲击速度影响不大,但对系统的动力学特性有较大的影响.     

干摩擦激励下含间隙碰撞振动系统的动力学行为研究

建立了干摩擦激励下的两自由度含对称间隙碰撞振动系统的动力学模型,分别给出了系统在滑动、粘着、碰撞时的运动方程和衔接条件.描述了一般运动情形下系统的全局Poincaré映射并阐述了判断系统稳定性的方法,利用数值迭代的方法求解和分析了系统的复杂动力学行为,并讨论了间隙和质量比对系统粘着碰撞运动的影响.     

摩擦碰撞振动系统的周期运动和分岔

含间隙和摩擦的机械部件广泛存在于机械和交通等领域.而研究间隙和摩擦对系统动力学的影响可用以优化机械系统;因此建立了含双侧间隙的摩擦碰撞振动系统的动力学模型.采用四阶Runge-Kutta数值方法研究了该摩擦碰撞振动系统的动力学行为,分析了基准参数下该系统的粘滞与纯滑移周期振动特点.讨论了不同参数对粘滞行为和颤碰振动的影响.研究结果表明:在低频下,随着间隙值b的增大,系统发生粘滞的时间会减小,滑移的时间会增加.当摩擦力较大时,系统的纯滑移运动会逐渐消失,而主要存在粘滞振动.周期运动与混沌运动之间的转迁主要通过倍化分岔、逆倍化分岔、Bare-grazing分岔、Hopf分岔、以及Neimark-Sacker分岔来实现.由此可知,间隙值和摩擦对系统的动力学特性影响很大.     

两自由度碰撞振动系统的混沌运动及控制

基于Poincaré映射方法和数值仿真,对一类两自由度碰撞振动系统的混沌运动进行了分析,在适当的参数条件下,该系统呈现概周期运动,参数的变化导致概周期不变环破裂产生混沌运动.然后运用外加正弦驱动力的方法控制该系统的混沌运动,数值仿真结果表明通过调节外加正弦驱动力可将系统的混沌运动控制到稳定的周期轨道上.     

单自由度碰撞振动系统的稳定性分析

通过数值仿真研究了一类具有双侧刚性约束的单自由度碰撞振动系统对称周期运动经叉式分岔、倍化分岔、“擦边”奇异性向混沌转迁的全局分岔过程,及其在混沌区域的“磕碰”行为.对其分岔与混沌行为的研究为工业实际中含间隙机械系统和冲击振动系统的优化设计提供了理论依据.     

阻尼受随机干扰的碰撞振动系统动力学响应

研究了一类三自由度单侧刚性约束碰撞振动系统的阻尼系数受高斯白噪声干扰的动力学响应.建立碰撞Poincaré映射,基于数值仿真方法,揭示这种确定性非光滑系统的周期运动及其经锁相或倍化环面通向混沌的道路.通过调节随机干扰强度,分析不同随机干扰强度作用在阻尼系数下对系统动力学行为的变化情况,描述了Neimark-sacker分岔在某些特定参数下抗随机干扰的能力.随机干扰对系统运动稳定性的破坏,造成了系统动力学行为的跃迁,并且使得系统动力学特性变的更加丰富和有趣.     

基于Lyapunov指数的弹性约束碰振系统的稳定性分析

以含弹性约束的两自由度碰撞振动系统为研究对象,通过构建系统的Poincaré映射,将非光滑连续动力系统转化成离散时间动力系统;再通过Gram-Schmidt正交化、范数归一化和迭代的方法得出了系统Lyapunov指数谱.结合系统分岔图、相图和Lyapunov指数谱,分析了系统周期运动的稳定性与各种分岔行为.结果表明,利用Lyapunov指数谱可以有效判定此类系统的稳定性.     

含间隙和弹性约束系统的周期运动与全局分岔

针对含间隙、弹性约束的碰撞振动系统动力学模型,利用四阶变步长Runge-Kutta法对系统进行数值仿真,仿真出了在不同系统参数下系统的全局分岔图,揭示了不同系统参数对系统动力学行为的影响和系统通向混沌的运动过程,从而对系统参数的优化和系统的控制提供理论参考.     

含干摩擦振动系统的共存吸引子与亚谐碰撞运动研究

对一类简谐激励作用下含干摩擦和间隙的单自由度碰撞振动系统的动力学特性进行了研究,通过数值仿真揭示了p/1运动随激励频率变化的演化过程以及共存吸引子的存在范围与特点,发现随激励频率递减,系统会产生Grazing分岔导致碰撞次数依次加一直至发生完整颤碰-粘滞运动,在相邻p/1运动窗口之间会存在由于系统的不同初始条件包含有两种不同运动的共存吸引域.     

碰撞振动的稳定性

本文研究了两个力学模型碰撞振动的稳定性,得出周期解稳定的必要条件与充分条件。文中给出了实例,表明本文结果对振动落砂机的运用。     

碰撞振动系统的分岔与混沌

通过建立三自由度碰撞振动系统的物理模型,运用映射法对系统的Hopf分岔和Hopf-flip余维二分岔进行了研究.分析了系统周期运动经倍化分岔向混沌的演化过程中,存在的非常规转迁过程和精彩的动力学行为,并展现了由环面倍化和概周期吸引子方式向混沌演化的几种非常规途径.     

铁道车辆联挂系统的振动分析

本文提出了对车辆联挂系统的振动分析方法,说明了生成振动系统的广义质量阵和广义刚度阵的过程,以及振动微分方程的求解方法.在此基础上编制了振动分析程序,可计算出多自由度振动系统的各阶自振频率及对应的振型.     

基于振动能量的内燃动车组柴油机组振动烈度分析

车载设备的振动水平不仅影响设备安全可靠运转,也影响周围环境的振动噪声．降低车辆的乘坐舒适度．为研究设备振动水平,本文建立了单自由度系统振动模型,分析了单自由度振动系统的振动能量特征．借鉴基于振动速度的振动烈度评价方法,推导了基于振动能量的等效振动速度的振动烈度公式,并采用基于振动速度和基于振动能量的两种方法,分别评价了某型内燃动车组（DMU）动力包的柴油机组振动烈度．结果表明：机组的振动烈度均随运转速度呈递增趋势,基于振动能量的振动烈度评价方法更能全面反映机组的振动水平和动态特性,为评估车载设备振动水平提供了新的评价方法．     

悬臂梁碰撞减振机理实验研究

在实验中以两自由端附集中质量悬臂梁相互碰撞为模型，根据梁根部动应力变化规律，研究了梁碰撞减振机理。文中指出，从能量角度来说，梁主要通过碰撞转移及损失一部分能量来达到减振目的；从响应叠加角度来说，因碰撞是，脉冲力反相作用，使振动变小，达到减振目的。另外在实验中还观察到碰撞后阻尼增大的现象。     

基于二次分析的双机器人避碰方法研究

针对机器人系统协同加工中存在的碰撞问题,以双机器人系统为例,提出一种适用于多机器人系统平面加工的避碰研究方法.使用栅格法对加工任务进行离散化表达,将加工平面以设色图的形式展现出来,建立碰撞分析模型,分析出每个任务点的协同加工碰撞情况,基于时间最短和路径连续原则,规划得到双机器人平面协同加工的方法.通过对案例的仿真分析,验证了方法的可行性.     

碰撞运动的凯恩方程

根据凯恩方程的基本思想,导出了解决碰撞问题方程的一种新型式。它可以直接用来解决较复杂系统的碰撞问题,比其它方法显得简便。     

基于正交试验的螺纹剪切系统参数优化设计

为获得螺纹剪切碰撞吸能系统的最佳尺寸,以达到碰撞设计要求,应用正交试验设计方法,以螺纹高度、螺纹宽度、剪切高度及螺距这4个尺寸参数为设计变量.每个设计变量选取4个设计水平,对螺纹剪切系统的16种参数组合进行了碰撞仿真实验,并分析了实验结果.分析结果表明,剪切高度对评价指标有显著影响.仿真实验结果表明,所选的螺纹剪切系统结构最优参数组合满足碰撞设计要求.