含分数阶的分段非线性悬架变载荷振动响应特性研究

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作者 王翠艳 石少轩 陈恩利 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期26-34,共9页

针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段... 针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段非线性悬架的振动传递函数。研究了系统平衡点稳定性与定常解的稳定条件,分析了初始间隙与非线性刚度对悬架系统在不同载荷工况下隔振性能的影响。构建了悬架实物模型,通过振动试验验证了悬架模型理论研究的正确性。结果表明:含分数阶的分段非线性悬架存在多个振动传递率衰减区域;改变线性-非线性耦合弹簧结构的初始间隙和非线性刚度可以增加衰减区域的数目。振动试验表明,合理调整初始间隙与非线性刚度可以令该悬架的响应特性处于衰减区域内,有效降低振动传递率,提高悬架的隔振性能。该研究对改进重载货运车辆的被动悬架结构,提高货运车辆运行稳定性与道路友好性具有指导作用。 展开更多

关键词 汽车悬架 分段刚度 非线性弹簧 分数阶 低频振动

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压电驱动系统迟滞非线性-机械振动复合控制方法

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作者 张萌 刘玉为 +2 位作者 张松林 刘时成 范鹏举 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期156-165,共10页

针对压电驱动系统中普遍存在的非线性及振动问题,提出了一种基于力反馈和输入信号轨迹优化方法的复合控制方法。首先,构建了压电驱动系统的动力学模型,推导了压电驱动器输入电压与力传感器输出电压之间的传递函数。在此基础上,引入积分... 针对压电驱动系统中普遍存在的非线性及振动问题,提出了一种基于力反馈和输入信号轨迹优化方法的复合控制方法。首先,构建了压电驱动系统的动力学模型,推导了压电驱动器输入电压与力传感器输出电压之间的传递函数。在此基础上,引入积分环节,通过零极点的配置实现了系统阻尼比的主动控制,搭建了力反馈闭环控制系统。对输入信号激振机理进行了溯源分析,提出了基于最小加速度准则的输入信号轨迹优化方法。在此基础上,搭建了压电驱动系统复合控制平台,对控制效果进行了试验验证。试验结果表明,通过复合控制方法50 Hz时的压电驱动系统跟踪误差由9.33%下降为1.87%。与开环位移响应相比,系统跟踪精度提高了约4倍。与仅采用力反馈的闭环控制方法相比,系统跟踪精度提高了约1.6倍。 展开更多

关键词 压电驱动系统 迟滞非线性 机械振动 力反馈

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分段线性振动机械关于外激振频率的分岔与混沌 被引量：2

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作者 文成秀 赵长宽 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期200-202,共3页

利用计算机仿真及Poincare映射方法研究不对称分段线性非线性机械系统的运动学特征·研究了外激振力角频率从 30rad/s以步长 0 1rad/s增加到 10 0rad/s时 ,系统的周期运动分岔和混沌运动·发现其中除了存在倍周期分岔外 ,还存... 利用计算机仿真及Poincare映射方法研究不对称分段线性非线性机械系统的运动学特征·研究了外激振力角频率从 30rad/s以步长 0 1rad/s增加到 10 0rad/s时 ,系统的周期运动分岔和混沌运动·发现其中除了存在倍周期分岔外 ,还存在P 1到P 3的突变、P 2到P 1的倒分岔和P 3到P 1的突变·给出了全局分岔图、局部分岔图、混沌运动的Poincare映射及 3种周期运动的时间历程曲线和相平面图·对于设计此类机械系统具有指导意义· 展开更多

关键词 周期运动 分岔 混沌运动 POINCARE映射 分段线性非线性振动机械 倍周期分岔 外激振频率

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分段线性-非线性振动机械周期运动关于ω的分叉 被引量：3

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作者 马云海 文成秀 孙锡红 《上海理工大学学报》 EI CAS 2000年第4期329-332,共4页

利用点映射-胞映射法(简称PCMAS)分析了分段线性-非线性振动机械的周期运动关于激振角频率ω的分叉情况,同时对 P-2 运动的稳定性进行了深入的研究,所得结论对于设计这类机械有指导意义.

关键词 分段线性-非线性振动机械 同期运动 分叉

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多自由度分段光滑非线性系统的近似解——中华文物龙洗的自激振动 被引量：8

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作者 贾启芬 于雯 +1 位作者 刘习军 王大钧 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期373-378,共6页

建立了由于摩擦引起的两个弹性体之间自激振动的数学模型.利用平均法求出了由干摩擦引起的多自由度分段光滑非线性动力系统的近似解析解,分析了搓动速度、振动频率与振幅的关系曲线,相位角与搓动速度的关系曲线,分析结果与数值解基本吻... 建立了由于摩擦引起的两个弹性体之间自激振动的数学模型.利用平均法求出了由干摩擦引起的多自由度分段光滑非线性动力系统的近似解析解,分析了搓动速度、振动频率与振幅的关系曲线,相位角与搓动速度的关系曲线,分析结果与数值解基本吻合.为研究多自由度分段光滑非线性系统提供了一种有效的近似解析分析方法. 展开更多

关键词 干摩擦 非线性振动 分段光滑 自激振动 平均法

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分段刚度双质量飞轮非线性振动特性研究 被引量：6

6

作者 史文库 陈龙 +1 位作者 陈志勇 丁吉 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期417-425,共9页

本文中研究了具有分段线刚度的双质量飞轮在扭转振动过程中的非线性振动特性。首先建立双质量飞轮分段线性系统的数学模型,利用平均法得到系统响应在周期激励下的一次近似解,以及系统幅频特性函数;然后以实际双质量飞轮参数为例,分析各... 本文中研究了具有分段线刚度的双质量飞轮在扭转振动过程中的非线性振动特性。首先建立双质量飞轮分段线性系统的数学模型,利用平均法得到系统响应在周期激励下的一次近似解,以及系统幅频特性函数;然后以实际双质量飞轮参数为例,分析各参数对幅频特性的影响;最后利用AMEsim软件对单级刚度和两级刚度双质量飞轮在不同工况下的减振性能进行对比分析。结果表明,平均法适用于双质量飞轮的非线性振动分析,同时系统幅频特性曲线在分段处具有向高频拐弯的特性,非线性特性可以降低系统共振峰值,仿真结果也表明两级刚度双质量飞轮在点火、熄火工况下第二质量转速波动和角加速度值要比单级刚度小。 展开更多

关键词 双质量飞轮 分段刚度 平均法 非线性振动

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机械振动信号非线性混叠的盲源分离 被引量：6

7

作者 马建仓 石庆斌 +1 位作者 赵述元 张群芳 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2008年第6期5-8,62,共5页

设备状态信号的处理是状态监测及故障诊断的基础。在实际运行环境中,通过传感器检测的信号有可能是振源信号的非线性混合、畸变信号。传统的振动信号处理方法对此种非线性混合信号处理效果并不理想。非线性盲源分离技术由于自身独特的... 设备状态信号的处理是状态监测及故障诊断的基础。在实际运行环境中,通过传感器检测的信号有可能是振源信号的非线性混合、畸变信号。传统的振动信号处理方法对此种非线性混合信号处理效果并不理想。非线性盲源分离技术由于自身独特的盲处理优势,可以有效的去除外来干扰并分离出源信号,有助于提高诊断的准确性。针对直升机齿轮箱振动信号的非线性混叠进行盲源分离,分离出轴承故障振动信号,表明盲源分离技术是机械故障诊断领域的一个有效的信号处理方法。 展开更多

关键词 振动与波 盲源分离 非线性 故障诊断 机械振动

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一类强非线性机械基础系统的亚谐振动解析解 被引量：4

8

作者 鲍文博 闻邦椿 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期140-144,共5页

建立了机械基础动力系统的强非线性动力学模型 ,利用能量法对该系统的周期解进行了解析研究 ,确定了系统动态参数满足周期解的条件、系统的周期解以及解的稳定性判别式。发现了亚谐振动 ,并给出了系统在满足周期解条件下的一组参数对应... 建立了机械基础动力系统的强非线性动力学模型 ,利用能量法对该系统的周期解进行了解析研究 ,确定了系统动态参数满足周期解的条件、系统的周期解以及解的稳定性判别式。发现了亚谐振动 ,并给出了系统在满足周期解条件下的一组参数对应的主振动、1 / 3亚谐振动和 1 / 5亚谐振动。最后利用数值积分方法计算了系统在给定条件下的主振动及亚谐振动解 。 展开更多

关键词 机械基础动力系统 强非线性动力学模型 亚谐振动 能量法 周期解 数值积分

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分段非线性电磁振动能量采集器 被引量：2

9

作者 张坤 张博 +4 位作者 赵毫杰 冯伟 申会鹏 刘宗尧 刘保国 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第5期764-769,共6页

为了解决无线传感网络需要频繁能量补给的难题,设计了一种分段非线性电磁振动能量采集器,利用磁悬浮系统与机械弹簧耦合而成的非线性系统来提高能量采集器对低频、宽带环境振动能的采集能力。利用搭建的实验测试平台,研究了磁弹簧弹性... 为了解决无线传感网络需要频繁能量补给的难题,设计了一种分段非线性电磁振动能量采集器,利用磁悬浮系统与机械弹簧耦合而成的非线性系统来提高能量采集器对低频、宽带环境振动能的采集能力。利用搭建的实验测试平台,研究了磁弹簧弹性系数、初始间隙、机械弹簧弹性系数及激励加速度对输出性能的影响规律。实验结果表明,当初始间隙分别为3、5和8 mm时,相应的最大输出电压分别为0.78、0.74和0.73 V;当机械弹簧弹性系数分别为0.028、0.100和0.270 N/mm时,相应的最大输出电压分别为0.73、0.72和0.57 V,工作带宽分别为3、4和5 Hz;当加速度为0.3、0.4和0.5g时,最大输出电压分别为0.39、0.57和0.73 V,对应的最大输出功率分别为3.81、8.13和13.32 mW,系统的工作带宽分别为3、3.5和4 Hz。 展开更多

关键词 振动能量采集器 磁悬浮系统 机械弹簧 无线传感网络 分段非线性

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自同步振动机械的非线性动力学分析 被引量：1

10

作者 张晓钟 段志善 《西安冶金建筑学院学报》 CSCD 1993年第4期457-462,共6页

从理论上分析了自同步振动机械的非线性动力学特性,给出了该机械自同步稳定运行的条件。

关键词 非线性 振动 机械 动力学

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机械振动中非线性波方程的分解方法

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作者 魏天功 徐国华 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期207-210,共4页

用分解方法求解了机械振动中出现的两种非线性波方程．给出了解的递推关系，得到了这些方程准确且快速收敛的级数解．

关键词 机械振动 非线性波方程 分解方法 级数解

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汽车多自由度悬架的非线性振动特性 被引量：12

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作者 卢胜文 贾启芬 +1 位作者 于雯 刘习军 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期461-465,共5页

以研究主、副簧组成的悬架系统出发,建立了分段线性非线性悬架系统的动力学模型,运用KB方法求出了此类系统运动的解析解。其幅频响应曲线表明,当缓冲簧间隙适当时,系统非线性特征十分明显,相当于一种缓冲器的趋硬弹簧的作用。同时讨论... 以研究主、副簧组成的悬架系统出发,建立了分段线性非线性悬架系统的动力学模型,运用KB方法求出了此类系统运动的解析解。其幅频响应曲线表明,当缓冲簧间隙适当时,系统非线性特征十分明显,相当于一种缓冲器的趋硬弹簧的作用。同时讨论了非线性弹簧刚度、阻尼系数、地面不平度对共振曲线的影响,分析了轮胎的等效刚度、阻尼系数和质量对系统振动的影响,得到了此类主、副簧组成的悬架结构的运动形式及特征。由理论分析和数值计算画出的幅频特性曲线基本吻合,可为汽车悬架系统的分段线性非线性振动的参数识别、稳定区域的分析研究和优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 分段线性非线性 汽车悬架 非线性振动 KB法 副簧

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微细铣削振动信号非线性特征的试验研究 被引量：4

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作者 刘志兵 王西彬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期84-87,共4页

微细铣削具有很强的三维微细加工能力,是目前微细切削最主要的一种应用方式。与常规尺度铣削相比,微细铣削的工艺效果与工艺参数之间更容易失去确定性关系而表现出非线性特征。为此,利用压电式高阻抗三向加速度计分别采集了获得正常铣... 微细铣削具有很强的三维微细加工能力,是目前微细切削最主要的一种应用方式。与常规尺度铣削相比,微细铣削的工艺效果与工艺参数之间更容易失去确定性关系而表现出非线性特征。为此,利用压电式高阻抗三向加速度计分别采集了获得正常铣削表面和宏观振纹表面时的微细铣削振动信号。应用均方根值(RMS)和峭度K等时域特征参数,以及重心频率(FC)、均方根频率(RMSF)和频率标准差(RVF)等频域特征参数描述了振动信号能量、差异程度、功率谱主频带、能量分散程度的变化历程。研究表明:失稳是微细铣削过程中非线性现象的主要原因;振动信号主频带对于铣刀进给运动方向状态的变化最为敏感,其次是铣削深度方向,最后是铣刀安装轴向方向。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 微细铣削 非线性 失稳 振动信号 时域参数 频域参数

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基于干扰观测器的弹药传输机械臂非线性连续时变反馈控制 被引量：7

14

作者 王茜 侯保林 +1 位作者 姚来鹏 文浩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2179-2188,共10页

针对弹药传输机械臂在工作过程中由于受到基础振动干扰和负载不确定性的影响,存在定位精度低、定位速度慢的问题,以结构和工作原理相同的实验用原理样机为对象,提出一种基于干扰观测器扰动补偿的非线性连续时变反馈控制方法。该方法在... 针对弹药传输机械臂在工作过程中由于受到基础振动干扰和负载不确定性的影响,存在定位精度低、定位速度慢的问题,以结构和工作原理相同的实验用原理样机为对象,提出一种基于干扰观测器扰动补偿的非线性连续时变反馈控制方法。该方法在控制律形式上类似比例微分(PD)控制,但其中比例和微分系数取决于系统Lyapunov函数,是系统误差变量的可微函数。为消除基础振动干扰和负载不确定性带来的非线性影响,采用一种有限时间非线性干扰观测器设计补偿环节。实验结果表明,基于观测器的扰动补偿可以将机械臂的定位时间由2.18 s缩短到1.32 s,缩短了39.4%;在所有基础振动干扰和不同负载的实验工况下,新控制方法都可以快速、稳定、精确地完成控制目标,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 弹药传输机械臂 基础振动 负载不确定性 非线性连续时变反馈 干扰观测器 扰动补偿

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非线性振动系统的频率俘获特性 被引量：1

15

作者 张楠 侯晓林 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1170-1173,共4页

基于一个简化的自同步机械系统力学模型,分析了系统阻尼对非理想系统稳态转速的影响.在简化模型中,系统阻尼由两部分组成:在垂直方向上的移动阻尼和偏心转子的回转阻尼.分别改变移动阻尼和回转阻尼,得到不同条件下系统的响应曲线和频谱... 基于一个简化的自同步机械系统力学模型,分析了系统阻尼对非理想系统稳态转速的影响.在简化模型中,系统阻尼由两部分组成:在垂直方向上的移动阻尼和偏心转子的回转阻尼.分别改变移动阻尼和回转阻尼,得到不同条件下系统的响应曲线和频谱图,并分别得到移动阻尼分段变化时系统的高次谐波频率俘获区域图和回转阻尼分段变化时系统的次谐波频率俘获区域图.研究表明:若移动阻尼适当,系统将发生高次谐波频率俘获行为;若回转阻尼适当,系统将发生次谐波频率俘获行为. 展开更多

关键词 非线性振动系统 自同步机械系统 力学模型 系统阻尼 频率俘获

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线性和非线性振动系统的识别 被引量：3

16

作者 俞启浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 1994年第2期48-55,共8页

在一个振动系统中对其线性和非线性参数的识别是十分重要的，目前许多振动问题的分析是以模态分析法为基础的，但是当这个振动系统的二个固有频率值十分接近而且这个系统具有足够大的阻尼时，或者这个系统存在着非线性量时，那些基于频... 在一个振动系统中对其线性和非线性参数的识别是十分重要的，目前许多振动问题的分析是以模态分析法为基础的，但是当这个振动系统的二个固有频率值十分接近而且这个系统具有足够大的阻尼时，或者这个系统存在着非线性量时，那些基于频率响应函数的方法，是很难加以识别的，本文提出了一个立足于从冲击试验的响应数据为基础的方法去识别多自由度振动系统的机械导纳，然后再进一步计算出这个系统的所有原始参数，这个方法不仅适用于相互耦合的线性振动系统而且适用于非线性振动系统的分析。 展开更多

关键词 机械振动 线性振动 非线性振动

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相对振型转换法求解分段线性边界条件连续体振动响应的优点

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作者 卫洪涛 孔宪仁 +1 位作者 王本利 张相盟 《航天器环境工程》 2012年第6期650-654,共5页

为了研究航天领域关注的非线性连接结构对整体结构振动响应的影响,文章利用变分原理,重新推导了基于振型转换的求解具有任意分段线性及可以转换为分段线性边界条件的连续体振动响应的方法——相对振型转换法,并与文献[10]中的混合方法... 为了研究航天领域关注的非线性连接结构对整体结构振动响应的影响,文章利用变分原理,重新推导了基于振型转换的求解具有任意分段线性及可以转换为分段线性边界条件的连续体振动响应的方法——相对振型转换法,并与文献[10]中的混合方法的推导过程进行了对比,印证了相对振型转换法的正确性及其优点。针对一个施加均布载荷的端点单侧带阻挡的悬臂梁算例,分别应用相对振型转换法及力积分法进行了求解,通过悬臂梁端点的分岔响应研究了系统的非线性响应,讨论了两种方法得到的结果。 展开更多

关键词 模态分析 相对振型转换法 变分原理 非线性振动 分段线性

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分段线性系统经典数学模型的修正与动力学分析

18

作者 张瑞良 申永军 韩东 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期225-235,共11页

由于间隙的存在,很多机械系统可以简化为分段线性模型,而简化后的模型中副簧系统通常包含阻尼.在大多数文献建立的数学模型中,主、副系统的接触点与分离点固定在间隙处.文章研究发现,由于副簧系统中弹簧与阻尼的力学特性不同,主、副系... 由于间隙的存在,很多机械系统可以简化为分段线性模型,而简化后的模型中副簧系统通常包含阻尼.在大多数文献建立的数学模型中,主、副系统的接触点与分离点固定在间隙处.文章研究发现,由于副簧系统中弹簧与阻尼的力学特性不同,主、副系统的接触点与分离点位置实际上是随着系统参数和运动状态而变化的.若忽视这一点,后续的包括分岔和混沌在内的动力学分析就会出现误差甚至错误.首先基于经典的数学模型,用数值方法揭示了在简谐激励下主系统未返回到间隙处就与副簧系统提前分离,证明了经典数学模型的不当之处.进一步研究发现主系统不仅会出现提前分离,还会出现接触滞后的现象.因此对系统的接触与分离条件提出了修正,得到了更合理的数学模型.研究发现修正后的接触点、分离点位置与修正前相差较大,修正后的幅频响应曲线与修正前存在一定差别;在复杂运动中,修正前后的运动性质也可能发生改变,证明了修正后的模型更加合理,更能反映工程实际.然后,采用平均法并对平均法的积分区间进行推广,求得了修正模型的幅频响应的解析解,并通过龙格库塔法验证了解析解的正确性.对解析解进行稳定性分析,得到了解析解的稳定性判别式.最后,探究了修正模型的副簧系统参数对主系统幅频响应的影响. 展开更多

关键词 非线性振动 分段线性系统 平均法 动力学行为 接触

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强非线性振动系统的渐近解 被引量：1

19

作者 杨世平 吴晓 《佳木斯工学院学报》 1998年第3期303-307,共5页

对强非线性振动系统进行参数变换，把强非线性振动系统转化为弱非线性振动系统，利用参数待定法即可方便求出强非线性振动系统的渐近解．

关键词 振动系统 参数变换 强非线性振动 机械振动

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非线性刚度不平衡转子动力学行为研究 被引量：9

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作者 罗跃纲 鲍文博 +1 位作者 金志浩 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期84-86,共3页

本文以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素 ,建立了具有非线性刚度轴的转子系统的动力学模型 ,利用数值积分和Poincare映射方法 ,对转子系统由于质量不平衡故障导致的非线性动力学行为进行了研究 ,发现此类非线性振动系... 本文以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素 ,建立了具有非线性刚度轴的转子系统的动力学模型 ,利用数值积分和Poincare映射方法 ,对转子系统由于质量不平衡故障导致的非线性动力学行为进行了研究 ,发现此类非线性振动系统具有倍周期分岔、阵发性分岔、倍周期倒分岔、拟周期和混沌等复杂的动力学行为 。 展开更多

关键词 动力学行为 转子 非线性刚度 分岔 混沌 旋转机械 振动

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