动力学问题的时域微分求积法

针对动力学问题的线性和非线性问题,提出了一种全新有效的方法——时域微分求积法.本方法直接针对动力学问题的控制微分方程,在时间域采用微分求积法(differential quadrature method),得到求解域中各时间节点处动力响应位移场为全部待定参数的方程组,只需一次求解该方程组即得到全部待定参数,进而得到各节点的动力响应位移场,再由高阶Lagrange插值得到全部求解域内的动力响应位移场,进而依据该响应位移场得到该动力学问题的响应周期.算例结果表明,本方法具有明显优于传统的数值方法(如newmark法和wilsonθ-法)的精度和计算效率,可作为一种有极好研究价值的求解动力学问题的新方法.     

计算一维结构瞬态动力响应的广义微分求积法

对广义微分求积法在结构瞬态动力响应计算中的应用进行了研究,针对一维结构动力学问题,直接从控制微分方程出,提出了计算在任意激励力作用下结构动力响应的一种新方法。该方法在空间域采用ＧＤＱ法,在时间域取级数,采用时域配点的方式得到响应位移场全竞选主参数的线性代数方程组,解此方程组即可求得整个时间域的响应位移场。     

外部动态激励作用下齿轮系统非线性动力学特性

为了研究外部动态激励作用下齿轮系统非线性动力学特性,建立了考虑周期时变刚度、齿侧间隙、黏弹性阻尼和外部动态激励的单自由度直齿轮副系统动力学模型。针对外部动态激励作用下的周期时变刚度、齿侧间隙、激励幅值和阻尼比对齿轮副系统动力学特性的影响,采用增量谐波平衡法来求解齿轮副系统的稳态周期响应,并采用四阶变步长Runge-Kutta数值方法进行了验证。研究结果表明,增量谐波平衡法求解结果与数值仿真结果吻合得较好,齿轮系统在外部动态激励作用下会引起参数共振、多值解和幅值跳跃等非线性动力学行为,增大激励幅值和阻尼比等参数,能够有效控制齿轮系统的非线性振动响应。     

纵向惯性力影响下矩形板的非线性振动

本文研究了考虑纵向惯性力影响的矩形板的非线性振动问题。将该问题的基本方程化为具有两个小参数的二阶非线性方程组,并在双参数摄动法和单参数多重尺度法的基础上提出了双参数多重尺度法。运用该方法,给出了考虑纵向惯性力影响的矩形板非线性振动的各次近似解的迭代方程组,求得矩形板主共振时的纵向和横向二次近似稳态响应,给出了相应的特征曲线;当干扰力幅值为零时,得到了忽略纵向响应的横向响应。最后与数值解作了相应的比较,其结果是令人满意的。     

两个激光器的交叉注入锁定

运用非线性动力学方程组,研究了两个激光器的交叉注入锁定;分析了方程组的稳态解;讨论了稳态运行时两个激光器的最大频率失谐范围.在两个激光器的参数都相同的条件下,得出了速率方程组的解析解.运用四阶龙格-库塔法,模拟分析了系统的动态行为.     

锭子弹性支承刚度对其不平衡响应的影响

将锭子分解为锭杆和支承两个子结构，采用传递矩阵法导出锭杆的不平衡响应动力学方程，运用动态子结构方法分析计算了一种双弹性支承纺纱锭子的不平衡响应，作出了用于锭子弹性支承优化设计的锭子的不平衡响应与支承动刚度参数关系曲面。     

平行机构的失谐动态响应分析

研究目的是建立失谐平行机构虚拟样机模型,并进行失谐动态响应的仿真分析。根据多体系统动力学原理和方法,建立了机构虚拟样机模型,提出了失谐机构建模方法。以平行机构为例进行了动力学仿真,得到平行机构的动力学参数;并进行机构失谐动态响应分析及其随机响应分析。结果表明平行机构存在失谐动态响应现象,并且失谐动态响应为随机分布。提出的方法计算成本低、精度较高,为失谐机构设计分析提供了一种新的分析方法。     

随机风载下兆瓦级风电机组传动链系统的动态响应分析

以MW级风电机组传动链系统为研究对象,利用集中质量法对其纯扭转耦合非线性动力学模型的建立与动态响应规律进行探讨.在应用达朗贝尔原理建立传动链系统的质量-弹簧-阻尼模型和考虑部件间相互耦合影响的动力学方程组基础上,根据威布尔风速法建立西北酒泉地区的风速模型,并据此得到了一种作为传动链系统输入的随机时变转矩.在考虑增速箱中各齿轮副间的时变啮合刚度、啮合阻尼和时变误差激励影响的前提下,利用Matlab编写程序对建立的动力学方程组进行数值仿真计算,获得传动链系统的固有频率,以及各部件的扭转振动角位移、角速度、齿轮啮合力的响应情况.本研究对揭示随机风速作用下风力机组传动链系统的扭转振动响应规律,为传动链系统结构的动态性能优化设计提供了理论参考依据.     

基于遗传小波神经网络的非线性动态自治网络故障诊断仿真算法

为避免用状态方程计算和分析非线性动态网络的约束计算困难,特别是计算响应跨越边界时间的问题,针对非线性动态自治网络,提出一种基于规范式分段线性化总体表达式以及非线性网络的混合参数方程.求解该方程组可得到非线性动态自治网络的故障响应仿真算法,再由小波提取故障响应的特征.采用遗传算法对BPNN进行结构和参数优化,将得到的电路故障状态特征输入至遗传优化的BP神经网络进行故障诊断.仿真结果表明了该故障诊断算法的有效性.     

基于蒙特卡罗法的摩托车车架灵敏度分析

摩托车车架的灵敏度分析有助于提高其设计的成功率.在阐述蒙特卡罗全局灵敏度分析法原理以及车架灵敏度分析数值模拟实现的基础上,以某250型新开发摩托车车架为例,通过建立其整车动力学和灵敏度分析模型,进行该车车架的动态灵敏度分析,找出对车架振动响应影响较大的敏感设计参数,并通过修改敏感设计参数降低某些测点的振动响应,从而验证该方法的可靠性和实用性.同时也为其它复杂结构的灵敏度分析提供了一种可借鉴的方法.     

织机系统的减振设计与动态仿真

研究织机系统的减振设计问题.建立了织机系统的动力学模型,对减振器的参数进行了初步设计和动态优化设计.应用计算机动态仿真技术,仿真织机加装减振器后的振动响应.获得了具有最佳减振效果的减振器结构参数为铅垂:铅垂向刚度25.1×104N/m,铅垂向阻尼6273N.s/m.振动响应测试表明,减振器的动态响应及隔振效率均达到设计要求.     

GDQ法计算任意荷载下结构的动力响应

应用GDQ法计算结构瞬态动力响应 ,对于一维梁结构动力学问题 ,可直接从控制微分方程出发 ,在时间域取节点参数为相应的时间级数 ,在空间域用拉格朗日多项式逼近 ,推导出了在全域内的动力响应线性代数方程组。算例表明 ,该方法有较好的计算精度和计算效率 ,因而应用前景良好。     

苯氧化制顺丁烯二酸酐的反应动力学

用V_2O_5为活性组分的SD固体催化剂,在等温积分反应器中研究了文题。实验在工业生产操作条件下进行,用氧化还原动力学模型进行参数估值,给出了苯氧化反应动力学参数,该参数可用于反应器模拟计算。     

环己酮肟二段重排工艺的动态模拟

通过对环己酮肟二段重排工艺的分析,对其进行了合理的假设,结合物料衡算、能量衡算和反应动力学,建立了两个全混流反应器串联的动态数学模型,并使用序贯模块法求解。模拟计算结果与工厂实测数据的比较证明了动态模拟符合实际过程,所建立的反应器模型可以很好的模拟工艺流程。     

减压渣油焦化反应六集总动力学模型的建立及其算法

对减压渣油焦化反应机理和反应过程进行了分析 ,将集总动力学模型用于减压渣油焦化反应过程 ,建立了减压渣油焦化反应的六集总动力学模型。基于网络反应历程和相应假设 ,给出了动力学方程组 ,求得了方程组的解析解 ,并给出了动力学方程参数估值的解析解和数值解算法     

风力发电机行星传动增速系统动态均载研究

针对某型号风电增速箱行星传动系统建立了行星传动系统的扭转动力学模型,运用拉格朗日函数和当量误差的原理推导了系统的动力学方程并对非线性方程组进行了求解,得到了系统各基本构件在给定激励下的响应;计算了太阳轮的浮动量和各基本构件之间的动态均载系数,绘制了均载系数的变化曲线.计算结果对增速箱行星轮系的动态均载性能给出定量的分析,也可以为行星轮系的优化设计提供参考.     

基于随机摄动法的齿轮系统动态响应及灵敏度分析

考虑时变啮合刚度、齿轮综合误差及齿侧间隙等非线性影响因素,建立了多级齿轮传动系统的动力学模型.将齿轮系统中的相关物理参数、几何参数和载荷参数看做随机变量,得到随机振动模型.当随机参数的随机部分比确定部分小得多时,采用随机摄动理论,将振动微分方程在随机参数向量的均值处按Taylor级数展开定理展开至一阶项,并对整理后的方程组进行数值求解.求解过程中结合Kronecker积的代数和矩阵微分理论,得到系统响应的前四阶矩.为了衡量系统的平稳性,对齿对的动态传递误差的前两阶矩进行求解,并与MonteCarlo法进行比较,同时分析了动态传递误差对随机参数的无量纲均值灵敏度,分析结果为提高系统的平稳性提供了依据.     

基于随机摄动法的齿轮系统动态响应及灵敏度分析

考虑时变啮合刚度、齿轮综合误差及齿侧间隙等非线性影响因素,建立了多级齿轮传动系统的动力学模型.将齿轮系统中的相关物理参数、几何参数和载荷参数看做随机变量,得到随机振动模型.当随机参数的随机部分比确定部分小得多时,采用随机摄动理论,将振动微分方程在随机参数向量的均值处按Taylor级数展开定理展开至一阶项,并对整理后的方程组进行数值求解.求解过程中结合Kronecker积的代数和矩阵微分理论,得到系统响应的前四阶矩.为了衡量系统的平稳性,对齿对的动态传递误差的前两阶矩进行求解,并与Monte Carlo法进行比较,同时分析了动态传递误差对随机参数的无量纲均值灵敏度,分析结果为提高系统的平稳性提供了依据.     

移动荷载下离散粘弹性点支承长梁的有限元分析

研究了单个和多个移动荷载作用下离散粘弹性点支承长梁的动力响应.把长梁、离散的粘弹性支座和移动荷载视为一个系统,利用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则建立该系统的振动方程组,用Wilsonθ法求解该振动方程组,得到梁的位移时程曲线.举例分析了梁的抗弯刚度、支座的粘弹性特性及移动荷载的速度对梁动力响应的影响.计算结果表明:增大支承点的弹簧刚度、阻尼系数及梁的抗弯刚度都有利于减小梁的动力响应;随荷载速度的提高,梁的动力响应有所增大.图7,表1,参16.     

减压渣油焦化反应六集总动力学模型的建立及其算法

对减压渣油焦化反应机理和反应过程进行了分析。将集总动力学模型用于减压渣油焦化反应过程,建立了减压渣油焦化反应的六集总动力学模型。基于网络反应历程和相应假设,给出了动力学方程组,求得了方程组的解析解,并给出了动力学方程参数估值的解析解和数值解算法。