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  • 简介:分析了摆系统的耦合振动,和摆均考虑为线性.研究发现该系统含有非线性动力行为,在某些条件下会发生叉形分叉.用结构动力学理论建立了摆系统的耦合振动方程,用摄动法求出了系统的近似解,分析了该系统的动力响应及分叉.最后用MATHMATIC软件对分叉点前后动力响应进行分析.

  • 标签: 耦合振动 分叉 摄动法
  • 简介:根据Hamilton原理和假设模态离散化,建立了柔性绕定点旋转过程的动力学模型,并通过假设模态法对方程进行了离散处理.在此基础上,基于中心差分法的计算原理,提出了柔性动力学方程的子循环计算公式,分别建立了其同步更新格式和子步更新格式,在子循环积分过程中,通过步长修正保证了计算的精度和稳定性.计算结果表明:所提出的算法能在保持合适的精度要求下,有效地提高响应的计算效率,并且通过积分步长的修正可以提高计算稳定性,有效地处理了方程的刚性问题.

  • 标签: 柔性多体动力学 假设模态 数值积分 子循环技术 步长修正
  • 简介:为分析竖向环境振动对人路系统耦合振动的影响,人体采用并联动力模型,车辆采用7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上梁单元进行模拟,通过路之间的动态轮胎力建立起考虑竖向环境振动作用的人路耦合振动方程;运用New-mark积分法对方程组进行求解,采用人体竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价;对地震波频率和地震波幅值对系统振动的影响进行讨论,以及车辆乘坐舒适度和乘坐者人体生理反应进行分析.数值分析结果表明:竖向环境振动加剧了人路系统的振动,显著增大了车辆乘坐舒适度指标;地震波频率和地震波幅值对车辆乘坐舒适度的影响都很大.

  • 标签: 人-车-路系统 耦合振动 竖向环境振动 均方根值 乘坐舒适度
  • 简介:应用增量谐波平衡法(IHB法)研究轴向运动横向非线性振动的内部共振.根据哈密顿原理建立非惯性参考系下轴向运动的横向振动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量并利用Galerkin方法离散运动方程,再应用IHB法进行非线性振动分析,研究了在固有频率之比ω20/ω10接近于3:1情况下,外激励频率ω在ω10,ω20附近的具有内部共振的基谐波和次谐波响应.数值结果表明了IHB法是一个求解轴向运动体系非线性振动的非常有效的半解析、半数值的方法。

  • 标签: 轴向运动梁 非线性振动 增量谐波平衡法 内部共振 IHB法
  • 简介:参考美国材料试验学会及国际岩石力学学会推荐的人字形切槽短棒试样.提出适合于分离式霍普金森压杆高速加载测试岩石动态断裂韧度KId的矩形双臂(RectangularDoubleBeam-RDB)试样.霍普金森入射杆高速撞击试样的切槽端面.使切槽前沿产生拉伸加载.记录入射杆入射应力波和反射应力波及透射杆上的透射应力波的应变片电压变化信号.同时在试样表面切槽顶点附近粘贴应变片以得到从试样开始受到载荷作用到裂纹起裂的时间.将入射波、反射波及透射波叠加得到试样载荷.输入有限元计算模型.得到试样应力强度因子的时间历程.再通过试样的裂纹起裂时间.得到岩石的动态起裂断裂韧度.在加载速率K为1.68×10^4MPa·m^1/2s^-1时.大理岩的动态断裂韧度KId为2.6MPa·m1/2.

  • 标签: 动态断裂韧度 分离式霍普金森压杆 矩形双臂梁试样
  • 简介:非均匀单参数(Winkler)地基和双参数(Pastemak)地基上自由的刚体模态与体一土体间的相互作用有关,当约束或支承不影响的平动和转动时,相应的刚体模态则会出现.刚体模态的频率和振型随的地基的不均匀性和基床系数的变化而变化.基于哈密顿原理和变化运算,获得了考虑周围土体支承影响的双参数地基振动特性,并分析了不均匀地基上自由的广义刚体模态频率及其随地基不均性的变化规律.

  • 标签: 双参数地基 自由梁 刚体模态 不均匀性
  • 简介:随着行车速度与交通量不断增加,荷载不断加重,桥梁的移动荷载响应越来越得到人们的重视.考虑移动车辆的惯性效应与桥梁的阻尼效应时,需要把车辆荷载简化为移动质量进行研究,这时得到的控制方程是变系数偏微分方程,在数学上通常难以精确求解.经分离变量与模态叠加后,化为变系数常微分方程组.本文利用WKB法,得到了近似的动力学响应,并与数值解、移动常力、Inglis解进行了比较.

  • 标签: 简支梁 移动质量 WKB法
  • 简介:研究了弹塑性系统的动力学特性.从弹塑性的非线性本构关系出发,同时考虑几何非线性,用虚功原理建立单个的动力学变分方程,利用假设模态法离散.在此基础上引入运动学约束关系,建立了弹塑性系统的刚-柔耦合动力学方程.对重力作用下的柔性单摆和双摆数值仿真结果表明,塑性应变引起横向变形绝对值增大和横向振动振幅衰减,在角加速度突变时塑性效应最为显著.

  • 标签: 弹塑性梁系统 非线性本构关系 动力学
  • 简介:基于有限变形原理,采用微分几何的方法推导了不考虑剪切、转动惯量和翘曲影响的曲的三维变形的应力-应变关系.然后利用Hamilton变分原理推导了三维空间曲在考虑三个位移自由度和三个转动自由度下的非线性动力学方程.把得到的非线性动力学方程退化为面内圆弧拱的线性动力学方程,并与已有结果进行了对比.非线性动力学方程的建立为曲的非线性动力学分析做好了必要的准备.

  • 标签: 空间曲梁 动力学方程 微分几何 变分原理
  • 简介:本文针对柔性结构在轨组装任务背景,将自动飞船和待运送部件分别简化为中心刚体和柔性附件,研究自由漂浮中心刚体-柔性系统的动力学与控制问题.首先基于小变形和低转速假设,将用假设模态法离散,采用Lagrange方程导出系统动力学方程.继而设计一种带有应变反馈的PD控制律用于完成中心刚体的状态镇定以及柔性振动抑制.此外,本文还使用遗传算法对控制器中的参数进行多目标优化.最后,通过数值算例验证了所设计控制器的有效性.

  • 标签: 中心刚体-柔性梁 刚柔耦合 遗传算法 多目标优化 应变反馈
  • 简介:对旋转粘弹性夹层的非线性自由振动特性进行了分析.基于Kelvin—Voigt粘弹性本构关系和大挠度理论,建立了旋转粘弹性夹层的非线性自由振动方程,并使用Galerkin法将偏微分形式振动方程化为常微分振动方程.采用多重尺度法对非线性常微分振动方程进行求解,通过小参数同次幂系数相等获得微分方程组,并通过求解方程组及消除久期项来获得旋转粘弹性夹层非线性自由振动的一次近似解.用数值方法讨论了粘弹性夹层厚度、转速和轮毂半径对固有频率的影响.结果表明:固有频率随转速增大而增大,随夹层厚度增大而减小,随轮毂半径的增大而增大.

  • 标签: 旋转粘弹性夹层梁 Kelvin—Voigt 非线性振动 多重尺度法 近似解 固有频率
  • 简介:在考虑结构变形对电磁场的影响基础上,假设载流的变形为小变形,把变形后载流中的电流方向改变看成是电流矢量的刚性旋转,建立了载流在磁场中的横向固有振动控制方程.方程表明载流在磁场中的横向固有振动是一个典型的非线性问题.采用摄动法求得了其近似解,得到了载流在磁场中的横向固有振动频率及位移解析表达式.并通过实例计算讨论分析了导线与载流间距、载流的电流与导线电流的方向及大小、载流长及其半径等因素对载流横向固有振动的影响,得到了一些有价值的结论.

  • 标签: 载流梁 磁场 固有振动 电流
  • 简介:研究了具有弹性支承轴向受力在横向撞击下的动力响应.基于Timoshenko理论,综合考虑了端支承的抗推刚度、抗转刚度和撞击点处的平衡条件,导出了撞击体系的动力学微分方程,采用积分变换方法求解,得到时域内的各种动力响应.通过对不同支承条件下撞击力、横向位移、弯矩的对比分析,说明了弹性支承对结构动力响应的影响.最后分析了弹性支承下轴压力对结构的影响情况,得出了一些有益的结论.

  • 标签: TIMOSHENKO梁 撞击 弹性支承 轴压力 动力响应
  • 简介:研究了金字塔芯层点阵夹芯的自由振动和非线性受迫振动特性.基于折线理论推导出两端简支金字塔型点阵夹芯的非线性动力学方程.计算点阵夹芯固有频率并进行了验证.分析了杆件半径、杆件倾斜角度和芯层高度对点阵夹芯固有频率的影响.研究了点阵夹芯在不同激励幅值和不同结构参数下的非线性幅频响应特性.结果表明,随着各结构参数的增大,夹芯的固有频率均呈先增大后减小的变化规律,并且芯层结构参数对点阵夹芯的非线性响应存在复杂影响.

  • 标签: 振动分析 点阵夹芯梁 非线性幅频响应 结构参数 固有频率
  • 简介:首先定性分析了生态植树的总体设计原则,随后对生态植树松土机构悬挂系统采用线修正逼近理论--牛顿-罗夫森(Newton-Raphson)法作了运动分析.最后运用MATLAB对所讨论的问题进行了仿真.本文有助于设计者在正式生产前对其开发的产品样机机构的运动特性、结构特性有更清晰的认识,以提高产品开发的成功率.

  • 标签: 运动特性分析 植树机 机构 生态 松土 MATLAB
  • 简介:综述了描述轴向运动横向非线性振动的两组数学模型的研究进展.在轴向运动径向和横向平面非线性振动耦合模型的基础上,总结了两组横向非线性振动模型的推导,以及在自由振动、受迫振动、参激振动工况下两组横向模型的近似解析比较的研究进展.在直接数值离散方法的基础上,总结了两组横向模型在各种工况下对平面耦合模型近似程度的研究进展.最后提出若干尚待深入研究的问题.

  • 标签: 轴向运动梁 振动 非线性模型 解析分析 数值仿真
  • 简介:分析了风力叶片大挠度挥舞振动特性.基于Hamilton原理,建立了叶片大挠度挥舞振动控制方程,其中非稳态气动力由Greenberg公式得出.使用瑞利一利兹法求解振动特征问题,得到振动的频率和无阻尼模态函数.基于得出的模态函数,使用Galerkin方法将控制偏微分方程离散,得到模态坐标方程.将振动位移分解为静态位移和动态位移,得到了静态位移和动态位移方程,考查了入流速度比对静态位移和气动阻尼的影响,并对大挠度挥舞振动动态响应进行了分析,得到如下结论:大挠度挥舞振动静态位移沿叶片展向随人流速度比的增大而增大,叶尖处位移最大;当人流速度比较小时,振动为小振幅的周期运动,人流速度比较大时,振动为大振幅的拟周期运动.

  • 标签: 风力机叶片 大挠度 挥舞振动
  • 简介:有限单元法被广泛的采用来描述柔性体的弹性变形,然而有限元节点坐标数目庞大,将会给动力学方程求解带来巨大的计算负担.如何降低柔性体的自由度,是当前柔性多体系统动力学研究的一个重要命题.本文以中心刚体-柔性系统为例,采用Krylov方法和模态方法进行降价.然后分别采用有限元全模型、Krylov降阶模型和模态降阶模型,对中心刚体-柔性进行刚-柔耦合动力学仿真.仿真结果表明,与采用模态降阶方法相比,采用Krylov模型降阶方法只需要较低的自由度,就可以得到与采用有限元方法完全一致的结果.说明Krylov模型降阶方法能够有效的用于柔性多体系统的模型降价研究.

  • 标签: 柔性梁 刚柔耦合 模型降阶 动力学仿真
  • 简介:同时计入地基中的非线性弹性、黏性以及剪切作用的影响,研究移动集中简谐力作用下无限长地基稳态响应问题.假设基础非线性弹性为立方非线性.通过Adomian多项式分解方法和Fourier变换得到稳态响应的Green函数,再运用Fourier逆变换得到稳态响应近似解析解的积分表达式.最后对解析积分表达式应用留数定理得到复数域上的解.通过数值算例,考察了移动集中简谐力的频率和移动速度对无限长地基稳态响应的影响.另外,还通过算例对比研究了地基的非线性弹性系数和剪切系数对无限长地基稳态响应的影响.

  • 标签: 地基梁 非线性 无限长 移动简谐力 摄动法
  • 简介:近似解析研究了简支边界条件下超临界轴向运动横向非线性自由振动的固有频率和模态函数.采用复模态方法处理控制方程,一个积分偏微分方程.将Galerkin截断思想用于近似处理线性化方程,一个含空间依赖系数的常微分方程.给出了不同截断项数对固有频率的影响.基于8项截断,讨论了系统参数对模态函数的影响.

  • 标签: 轴向运动梁 非线性 超临界速度 模态 频率