无阻尼多自由度系统对任意激振的瞬态响应数值解法及其程序设计

本文采用原坐标分析法建立了求解无阻尼多自由度系统对任意激振的瞬态响应的数学模型,並编制了其相应的计算机程序。该程序在WANG-2200VP型计算机上调试通过,既可计算系统的位移瞬态响应,又能直接计算弹性力(或弹性力矩)的瞬态响应。作者认为:本程序可作为计算无阻尼多自由度系统对任意激振力瞬态响应的通用子程序。     

有阻尼多自由度系统载荷响应函数及其应用

本文开发线性系统的模态分析法,继作者建立的无阻尼多自由度系统载荷响应函数之后,进一步导出有阻尼多自由度系统的载荷响应函数,并将其应用于求解线性离散系统对任意线性外扰力的瞬态响应问题。根据本文导出的方法,编制了求解在初始条件下系统对线性外扰力的瞬态响应程序,并在PC-1501计算机上调试通过。本文导出的方法和程序已应用于4200厚板轧机主传功机构的动态响应计算,获得了满意的结果。     

断裂摩擦桩瞬态动测响应的正演模拟

根据分布参数系统并采用动静平衡隔离单元法,建立断裂摩擦桩瞬态动测响应的数学模型,编制相应程序,绘出了断裂摩擦桩瞬态动测位移、速度、加速度响应,并分析了断裂摩擦桩的基本特征。     

随机Rayleigh振子瞬态响应及其最优控制

研究了随机Rayleigh振子瞬态响应极最优控制问题。利用随机平均法得到原系统振幅部分平均随机It?方程。控制力有界,由Bellman动态规划原理得最优控制率,进而推导出系统振幅完全平均It?方程和相应Fokker-Planck-Kolmogorov方程。基于退化线性系统得到正交基空间,在此空间上应用Galerkin方法得到近似瞬态响应。计算结果表明该方法求解受最优控制力作用的随机非线性系统瞬态响应非常有效且求解效率远远高于Monte-Carlo数值模拟。     

非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度分析

在非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度分析中,提出了一种基于精细积分法的分析方法.这是一种半解析的时域分析方法,该方法将非均匀耦合传输线时域电报方程在空间差分离散,建立起传输线瞬态响应及传输线瞬态响应灵敏度对时间的一阶微分方程,通过分步积分,从而将求解传输线瞬态响应灵敏度问题转换成了求解传输线瞬态响应问题,极大地简化了问题的分析.该方法具有算法稳定、简单、精确及通用性强等特点,能够分析任意类型的传输线及负载.算例结果表明了文中方法的正确性和有效性.     

人字行星传动内齿圈结构稳态响应分析

以某人字行星传动系统为例,采用Pro/E软件建立了内齿圈结构参数化模型,利用Ansys软件计算了轮体结构前25阶固有频率和振型.为了解决目前商用软件在求解结构稳态响应时,无法考虑载荷作用点也随时间周期变化的问题,采用模态叠加法进行结构循环瞬态计算,结合外部稳态判断程序求得在系统动载荷作用下,内齿圈结构不同轮缘厚度下的稳态动位移和动应力响应,为相关齿轮结构设计、修改提供依据.     

含立方非线性干摩擦滞迟弹簧支承转子系统的瞬态响应计算

提出了用扩阶的方法求解含立方非线性干摩擦滞迟弹簧支承转子系统瞬态响应的新途径,建立了相应的扩阶微分方程。在此基础上,通过数值分析,获得了一些有价值的结果。     

非能动余热排出系统瞬态分析

针对现有的一些大型电站系统分析程序在处理非能动余热排出系统不方便的问题 ,开发了一种简便的分析工具— SGSPRHR程序 ,用来分析全厂断电事故发生后反应堆3个回路的瞬态行为。该程序对汽水回路使用一维漂移流模型 ,而对一回路和空气回路使用单相流体模型 ,采用非线性二阶算法求解刚性方程组。计算结果表明 :烟囱高度增加 ,空冷器面积增大 ,冷热芯高差增加均使系统的排热能力增强。计算结果与理论分析相一致。     

2800四辊轧机主传动系统瞬态响应计算

本文导出有阻尼多自由度系统对任意激振力的响应函数,相应设计出求解在初始条件下系统对任意激振力的瞬态响应计算程序,并通过对2800四辊轧机主传动系统实际计算,获得与实验相符合的结果。     

汽车驾驶室响应谱分析

响应谱是用来计算结构在包括多种频率的瞬态激励下的响应,是一种将模态分析的结果,与一个已知的谱联系起来计算模型的响应的分析技术。通过响应谱分析可以快速找出在瞬间载荷作用时产生最大响应的区域。用pro/e软件建立了汽车驾驶室的三维仿真模型,并在workbench进行模态分析。将分析后的结果数据与加速度谱和速度谱在Response Spectrum进行模态合并求解,从中找出结构在受到瞬间载荷作用时产生最大响应的区域,为整车的减振降噪改进提供一定的理论依据。     

基于弹性层状体系理论下的重载铁路轨道 结构动力响应研究

通过分析重载铁路轨道结构的受力特征,得出车辆荷载在轨枕上的分担规律。基于二维弹性层状体系理论建立了重载铁路轨道结构的层状体系力学模型。利用MATLAB软件编制相应的程序计算出弹性层状体系的理论解,将得出的计算数据和大秦线实测数据做对比分析,检验出计算程序的正确性和弹性层状体系理论研究方法的可行性,为今后重载铁路轨道结构动力响应的研究提供了一套新的思路和方法。     

挤压油膜柔性转子系统突加质量的响应特性

针对旋转机械中经常发生折断或丢失一部分旋转质量的现象，分析研究了挤压油膜阻尼器－滑动轴承－柔性转子系统在考虑油膜惯性力的情形下，突加不平衡作用的响应特性。并将其所得的结果与不考虑惯性力情形下的结果进行了比较。研究表明：考虑惯性力后，此转子系统在定转速条件下，突加不平衡质量的响应时间和振幅都减小了。     

单盘转子系统受强动载荷作用的刚-塑性动力学响应

通常转子系统的响应分析是在弹性变形假设下进行的，但当转子受到强动载荷撞击时将产生塑性变形。本文结合转子动力学和塑性动力学，分析了单盘转子受强动载荷作用时的刚-塑性动力学响应。首先，将单盘转子系统简化为中间带质量块的简支梁，给出了在阶跃载荷作用下系统的各阶段响应模式。在此基础上，详细讨论了单盘转子在跨度中点受撞击时的动力学响应完全解，并结合龙格-库塔法得到了单盘转子的瞬态变形。所得结果可为转子系统的动力响应和失效分析提供依据。     

基于位置控制的多自由度机械臂非线性比例-微分阻抗控制

机器人柔顺控制可以响应环境变化,但接触信息的延迟以及未知机器人系统的跟踪误差等问题均导致接触瞬间力矩超调严重。针对上述问题本文提出一种基于自适应位置控制的改进阻抗控制策略,实现快速、精确的位置跟踪,同时,提高力控制的响应速度和精度。本策略采用双环控制,外环在传统阻抗模型基础上引入非线性接触力微分项在保持系统稳定性的同时提高机器人对接触力变化的响应,有效降低接触力超调;内环为自适应滑模控制,并使用RBF神经网络逼近机器人动力学模型并补偿系统中不确定性扰动,提高了系统的鲁棒性,提高收敛速度并降低跟随误差。通过仿真与实验,验证了所提出的改进阻抗控制方法相比于传统的阻抗控制方法有更好的力控响应速度和位置跟踪精度,可有效解决机器人与环境接触瞬间的接触力超调问题。     

基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识

面向多轴铣削加工的铣削力预测,提出了基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识方法.首先建立了铣削过程中刀具的瞬时坐标系来准确描述多轴加工中刀具的位置和位姿,在此基础上建立了球头铣刀任意位置和位姿的通用铣削力模型,即建立了铣刀刀刃微元的切削弧长,刀刃微元的切削宽度和瞬时未变形切削厚度的数学模型.然后根据铣削力模型推导了基于瞬时铣削力的铣削力系数辨识模型.最后通过铣削力系数辨识实验和铣削力仿真计算,验证了方法的正确性和可靠性.     

大型冷却塔结构的等效静力风荷载

采用刚性模型风洞同步多点测压试验获取非定常激励向量,并结合POD(经验模式分解)技术进行预测与重构处理,然后基于结构动力方程推导出仅广义共振模态位移和弹性恢复力协方差矩阵,再通过准静力分析方法计算出结构的共振和背景分量,最后通过线性三分量组合方法得到结构总的等效静风荷载.本文方法完全考虑了各共振模态间的耦合效应,且物理...     

金属橡胶隔振器的非线性响应特性研究

金属橡胶隔振器在工作的时候,由于金属丝不仅仅存在弹性变形,而且其间还存在着干摩擦及扭转变形,此作用机理导致了金属橡胶隔振器的减振系统为非线性特性。首先从阻尼力及弹性力两部分建立减振系统的数学模型,其间采用了多尺度法对其非线性特性进行了分析,推导出了非线性隔振系统的激励频率与响应振幅的关系式。与一般线性系统响应特性对比,得出了非线性隔振系统的响应特性。     

考虑材料粘弹性混凝土路面温度翘曲应力分析

以线粘弹性模型理论和有限元初应变增量法为基础，提出了考虑材料粘弹性性质的水泥混凝土路面温度翘曲应力的数值计算方法，并编制了相应的计算机程序ＶＴ０．５运用该程序分析了两种地基上的混凝土路面板在温度翘曲变形受到地基反力约束时产生的翘曲应力，得到了较仅考虑材料弹性特征时更为合理的结果，为完善水泥混凝土路面温度翘曲应力的计算提供了科学的方法。     

基于局域波法的非线性系统模态参数识别研究

研究基于局域波分析的非线性系统模态参数识别方法.首先在非线性系统响应局域波分解的基础上得到了等效线性系统,然后通过Hilbert变换识别系统的瞬时固有频率和瞬时阻尼系数.针对非线性转子系统的模态参数测试识别问题,提出测取转子系统在降速过程非稳定运行工况下的振动响应,并应用提出的模态参数识别方法来识别转子系统的瞬时固有频...     

基于谐波平衡法的非圆面齿轮多参变振动特性研究

考虑齿轮的时变瞬心、刚度和误差等激励问题,基于弹性转角分离原理,构建了非圆面齿轮的量纲一动力学模型.针对时变刚度和瞬心组成的复合参数激励,采用多阶谐波平衡法得到齿轮动力学方程的近似解析解,着重分析了系统的关键参数对振动响应的影响规律以及各参数对振动的灵敏度的影响.研究结果表明:齿轮在复合参数激励下存在复杂的多频响应,响应幅值随转速、偏心率、误差幅值、啮合刚度幅值比以及负载扭矩的增大而呈现不同特点的增大趋势,齿轮系统的各参数取值对自身及其它参数的灵敏度值都将产生较大的影响.