Mitigating the effect of impact loading on a vehicle using an essentially nonlinear absorber

The aim of this study is to investigate the ability of an essentially nonlinear vibration absorber to mitigate the large accelerations transmitted to a passenger compartment of a vehicle which is subjected to shock-type transient loading at the chassis. For such problems, the induced vibration typically attains its maximum value shortly after the application of the loading; thus, it may be impossible to dissipate a major portion of the input energy prior to the occurrence of the peak response. Here, a class of absorbers possessing a form of discontinuous essential stiffness nonlinearity is employed to achieve the desired mitigation. In this paper, we apply a single vibro-impact (VI) absorber to the chassis and examine whether the resulting energy transfer mechanism is an effective way to reduce the peak value of the inertial force measured at the passenger compartment. The influence of the absorber parameters is first studied based on a practical impulsive force, and the optimal design of the absorber is then obtained. Next, an asymmetric clearance arrangement of the absorber is suggested to facilitate the mitigation. Finally, an impulsive acceleration excitation is applied to the system to examine the robustness and efficacy of the optimised absorber. Results of numerical simulations demonstrate that a properly designed VI absorber can significantly decrease the maximum inertial force at the passenger compartment, generated by external impulsive excitations.     

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.     

存在间隙的两自由度振动系统的周期运动及全局分叉

分析了一类存在间隙的两自由度振动系统的周期运动与全局分叉，揭示了碰撞振子与约束“擦边”引起的Poincar     

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.     

艇用动力机械设备抗冲隔振系统的数学模型研究

对于艇用动力机械设备,正确建模是设备抗冲隔振设计中的一个重要步骤.当系统带有刚性限位装置时,设备可用刚体模拟,隔振器用弹簧力和阻尼力替代,则该系统具有三种非线性因素,本文针对这三种非线性因素究竟是否可以忽略开展定性及定量研究.在本文中,艇用动力机械设备抗冲隔振系统作为一个碰撞-振动-系统(Vibro-impact-sys-tem)研究,本文导出该系统的以碰撞-庞加莱-映射(Impact Poincaremap)描述的零级近似与一级近似模型.实例分析指出:零级近似模型掩盖了可能出现的混沌现象;同时,通过分岔图(Bifurcarion diagram)分析指出,限位器限制行程将影响分岔区域在图上的位置.     

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.     

随机干扰对两自由度碰撞振动系统的倍化分岔的影响

针对一类含单侧刚性约束的两自由度碰振系统确定Poincaré映射截面,用四阶Runge-Kutta法数值仿真了系统的倍化分岔及其向混沌的转迁过程,并讨论了随机干扰对系统倍化分岔的影响.结果表明:该系统周期运动经倍化分岔向混沌转迁的途径中,包含了倍化序列、Neimark-Sacker分岔、擦边分岔,随机干扰会导致周期运动由确定的单线扩散为带状,当确定系统的多周期运动相轨线距离较近时,可能会因为随机干扰导致的扩散而重叠,随机干扰还会造成擦边运动的提前.     

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.     

一类多自由度含间隙动力系统的分岔与混沌

建立了一类含间隙多自由度动力系统的力学模型,给出了系统在无碰撞情况下的无量纲微分方程,以及振子与小球,小球与小球之间复杂的碰撞情形及相应的无量纲冲击方程,并得到了系统的通解和Poincaré映射,通过数值仿真方法揭示了系统的周期运动经Neimark-Sacker分岔通向混沌的演化过程.