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局部非线性振动系统的稳态频率响应分析

O引言 由于有限元等数值方法的不断发展和完善,线性结构的动力学分析已经不存在原则性的困难,而对于非线性系统动力学的认识则远没有达到可以充分应用的程度.本文讨论在理论和应用上都是有一定意义的,带有局部非线性元件的线性弹性结构在简谐激励作用下的稳态周期振动响应问题. 在实际工程应用中从控制振动的目的出发,有必要在线性或被当作线性处理的结构上装置具有比较强的耗能特性的非线性元件,而这些元件的几何与物理特征又允许将其看成集中参数非线性元件.这种由于局部的非线性带来的整个结构的非线性,既有别于结构的材料非线性又有别于几何非线性,其处理方法一般也是比较独特的;一方面必须顾及局部的明显非线性性质,另一方面要尽可能利用结构的线性性质.这种线性与非线性的有效“搭配”不但在分析中有好处,而且在实用中也是一种最有效的策略. 基于上述思想,本文将Lau S.L.和Cheu二9 Y.K.等人近年来发展的增量谐次平衡法(Ineremental Harmon...  (本文共10页) 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

非线性振动系统参数识别方法的研究

非线性振动系统的复杂动力学行为是目前非线性动力学研究的前沿课题,而对于一些新型材料,由于材料参数和本构关系的未知,致使仅采用理论方法建立系统的动力学方程是不可行的。将理论和实验相结合,是构造系统动力学方程的途径之一,因此,研究和探索非线性振动系统的参数逆向反求问题,有着重要的理论意义和应用价值。本文从理论分析和数值模拟等方面对简谐变化参激系统的周期稳态响应和系统参数识别方法进行研究。对谐波平衡识别法(HBNID)进行改进,运用到时不变系统,重点讨论了非线性自由振动和强迫振动系统,得到了满意的结果,比原有HBNID提高了计算的精度和效率。在此识别方法中,其条件是要求稳态响应是周期的,这点在自由振动和强迫振动是常见现象。在此识别方法中,首先,利用傅立叶展开式得到含有参数和傅立叶展开式系数的一系列识别方程。其次,引入一些新的参数代替要识别的参数,将上述识别方程转变为新参数的线性方程,以方便最小二乘法的实施。最后,在最小二乘法的基础上得...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

典型碰撞振动系统和实幂率隔振系统的随机动力学研究

非线性动力系统的复杂动力学特性及其相关问题一直是科学研究的重要课题。碰撞振动系统和实幂率隔振系统作为两类典型的非线性系统,它们非线性结构特殊,动力学行为复杂,逐渐成为当前非线性动力学领域的研究热点,正吸引着越来越多研究者的关注。本文重点分析了随机外激励和参激作用下刚性碰撞振动系统的随机响应,并且考虑了时滞反馈控制下弹性碰撞系统和具有实幂率非线性振动隔振系统的复杂动力学特性。论文的主要研究内容如下:1.研究了随机窄带噪声激励下非线性碰撞振动系统的多值响应问题。基于Zhuravlev非光滑变量代换和Krylov-Bogoliubov平均法,分析了系统的响应特性,得到了二阶稳态矩的迭代计算公式。讨论了外激励振幅、系统的立方非线性强度、恢复系数、阻尼系数等参数对系统频率响应的影响。研究表明,在一些参数取值下,刚性碰撞系统会有两个或者四个稳态解,对于刚性碰撞系统来说这是一个新颖的现象。在较小的非线性强度下,不稳定区域会从一个连通的区域变为...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

风力机叶片多模态耦合振动研究

本文系统研究了风力机叶片多模态耦合振动,重点讨论耦合因素(拉弯耦合、高低阶模态耦合、弯弯耦合)对叶片气弹性稳定性、振动特性、非线性动力学行为和稳定性的影响。第1章介绍了本文的研究背景和意义,从叶片动力学模型、气弹性稳定性、振动特性、非线性动力学行为及稳定性等几个方面综述了国内外的研究现状和存在的问题,简述了本文拟开展的工作。第2章综合考虑几何非线性、截面非对称性、倾斜安装、质量偏心、气动偏心、锥角、截面预扭角、结构阻尼、重力、气动力等因素,使用广义哈密顿原理建立了风力机叶片拉伸-挥舞-摆振-扭转耦合非线性振动控制方程。通过和已有模型对比,验证了该模型的准确性和普遍适用性,最后简单讨论了控制方程的求解方法。第3章研究了叶片在耦合非线性振动下的气弹性稳定性问题,为考虑非线性对气弹性的影响,将位移分解为静态位移和动态位移,藉此把非线性项线性化,然后将气弹性稳定性问题转化为复模态问题,并将假设模态法引入到对复模态问题的求解。分析了控制参...  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国人民解放军军事医学科学院
中国人民解放军军事医学科学院

新型准零刚度隔振器的设计和特性研究

本文在总结国内外准零刚度隔振器理论研究和结构设计的基础上,针对车载精密仪器对其隔振器低频隔振性能的要求和占用空间尺寸的限制,创新设计了两种新型准零刚度隔振器。综合运用非线性振动的近似解析方法和数值方法,对所设计准零刚度隔振器的静力学特性,及其构成的准零刚度隔振系统的动力学特性和隔振性能进行了系统的研究,探索了两自由度准零刚度隔振系统的力传递率特性,设计装配了准零刚度隔振器原理样机,完成了静力实验和振动实验。主要工作和结论如下:(1)基于正负刚度并联隔振原理,采用等厚度碟形弹簧作为负刚度元件与线性正刚度螺旋弹簧并联,设计了一种准零刚度隔振器。首先通过静力学特性研究,分别建立了等厚度碟形弹簧和准零刚度隔振器的回复力和刚度特性表达式;并分别求取了等厚度碟形弹簧具有负刚度,以及隔振器在平衡位置附近具有准零刚度特性的参数条件。研究结果表明,等厚度碟形弹簧在处于压平状态时具有刚度最小值,其最小负刚度值和负刚度区域范围与等效高厚比和支点距离比...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

《兵工学报(坦克装甲车与发动机分册)》1985年01期
兵工学报(坦克装甲车与发动机分册)

车辆非线性振动系统的动态模拟

一前 、,心寸言 随着国民经济和汽车工业的发展,使用油气悬挂和其它非线性悬挂的车辆日益增多,尤其是大载重量汽车,如我国载重32吨的上海牌SH380自卸车,苏联载重27吨的BE几A3一540和载重40吨的BE几A3一548自卸车,意大利载重30吨的PERLINI自卸车,以及苏联的T一80坦克,都采用了油气悬挂。这主要是因为它具有良好的非线性特性,较低的固有频率,较高的动比位能,以及体积小、重量轻,还可以把弹性元件与阻尼元件作为一体等一系列优点的缘故。因此,对装有油气悬挂的车辆振动系统,进行分析计算,使车辆的设计工作与其使用条件紧密结合起来,更好地满足使用上提出的要求,这是本文的主要目的。二、数学模型 设所研究的车辆振动系统是具有n个轴的独立悬挂系统,它可以是多轴汽车、挂车或忽略了履带对振动影响的履带式捧拉机或坦克。车辆的弹载质量为M,非弹载质量为ms;(第“侧,第i轴的非弹载质量,S=1,2。i=1,2,…n)。根据约束条件,弹载...  (本文共8页) 阅读全文>>

《上海交通大学学报》1985年04期
上海交通大学学报

多个外周期力作用下非线性振动系统的渐近解

引 、~广习 摄动方法是研究非线性振动的有效工具。它能成动地获得比较简单的计算公式,详细阐明振动过程的性质。1920年,荷兰物理学家B.Van der pol利用此法得到了非线性振动方程+,一。(1一二:)卫华- at0£《1(1 .1)X一么d﹂d的一次近似解。解决了电子管振荡器中的自激振荡过程。自1932年开始,苏联的H.M.KpbIJIoB和H.H.Boro二‘6oB用摄动方法研究了方程 ,j dx、。,___十田一劣一己J吸义see一不万I,U、、乙低1 、a不I(1 .2)劣一2d一d的高次近似解,并用于消除机械中的共振。由此解决了飞机纵向稳定性,电机并列运转稳定多个外周期力作用下非线性振动系统的渐近解性等许多问题。在50年代,苏联的IO.A.MHTP0no几BcKHn研究了明显依赖于时间的单个外周期力作用下的系统,用摄动方法求得方程澳华+。:二一。j(二,卒,,犷、,。。ia不~、a「I(1 .3)的近似解,这里f是...  (本文共12页) 阅读全文>>