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两自由度含间隙弹性碰撞振动系统的等效电路仿真
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作者 朱喜锋 付文斌 +1 位作者 马硕 郑冬 《机械强度》 北大核心 2025年第1期31-41,共11页
以一类两自由度含间隙及弹性约束碰撞系统为研究对象,通过数值仿真方法,研究了系统在低频工况下周期运动的区域分布及转迁规律,得出随着激振频率的减小,p/1周期运动发生擦边分岔转迁为(p+1)/1周期运动,当碰撞次数足够大时,系统呈现Chatt... 以一类两自由度含间隙及弹性约束碰撞系统为研究对象,通过数值仿真方法,研究了系统在低频工况下周期运动的区域分布及转迁规律,得出随着激振频率的减小,p/1周期运动发生擦边分岔转迁为(p+1)/1周期运动,当碰撞次数足够大时,系统呈现Chattering-impact特性。随后建立与碰撞系统完全等效的电路模型并进行仿真实验。研究结果表明,建立等效电路产生的结果与数值仿真产生的结果相一致,且等效电路在仿真实验时运算速度更高效,能够实现快速的模态转换及参数调节,使之更加便捷,为非线性动力学的研究提供了一种研究方法。 展开更多
关键词 振动系统 模态转换 数值仿真 颤碰运动 等效电路
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空蚀实验装置的超声振动系统及其变幅杆研制
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作者 毛汉领 郭姗姗 +1 位作者 黄治伟 李思玥 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期380-384,共5页
空蚀是水力机械常见的失效破坏形式,常用超声空蚀实验装置来研究空蚀过程及材料的抗空蚀性能。针对超声空化原理及超声空蚀实验装置的要求,利用变截面的波动方程和传统变幅杆的设计理论设计了圆锥复合变幅杆;通过ANSYS软件对变幅杆进行... 空蚀是水力机械常见的失效破坏形式,常用超声空蚀实验装置来研究空蚀过程及材料的抗空蚀性能。针对超声空化原理及超声空蚀实验装置的要求,利用变截面的波动方程和传统变幅杆的设计理论设计了圆锥复合变幅杆;通过ANSYS软件对变幅杆进行模态分析和谐响应分析,并对其进行多尺寸结构优化设计,以获得最优尺寸参数;根据优化参数研制了圆锥复合变幅杆,将其与换能器和工具头联接构成装置的超声谐振系统,并进行了阻抗分析和振动性能测试,结果表明变幅杆振动效果良好、满足超声空蚀实验装置的要求。 展开更多
关键词 超声空蚀 圆锥复合变幅杆 有限元分析 超声振动系统
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电机驱动非理想振动系统的索末菲效应 被引量:1
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作者 丁川 甘子川 +1 位作者 王笑 宋汉文 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2731-2740,共10页
真实转子系统的电机输出功率有限且无法提供理想恒定驱动,随着电机输入电压升高,在系统固有频率附近会出现长时间平均转速停滞和多稳态跳跃,称为“索末菲(Sommerfeld)效应”.这类非理想电机启动时会经过索末菲效应作用区,而长期陷于这... 真实转子系统的电机输出功率有限且无法提供理想恒定驱动,随着电机输入电压升高,在系统固有频率附近会出现长时间平均转速停滞和多稳态跳跃,称为“索末菲(Sommerfeld)效应”.这类非理想电机启动时会经过索末菲效应作用区,而长期陷于这一区域时电机转速剧烈波动,会严重影响电机寿命.简化忽略转速波动而注重稳态平均转速,无法观察系统内部受力变化,因此借助数值分析研究电机系统与振动系统作用过程.建立了非理想直流电机-质体-不平衡转子系统的机电耦合动力学模型,通过Matlab/Simulink建模,分析了振动系统各内力分量的变化规律,考察了索末菲效应产生、演变和消失过程.观察到非理想系统进入共振区后,恢复力、惯性力和阻尼力将突然产生偶数倍频成份,导致系统在平均转速与固有频率渐进一致的前提下,产生快转、停转乃至反转剧烈交替切换的现象,并在输入电压大于临界电压后结束跳跃.研究描述了在非理想驱动下系统展现的非线性行为,最后为振动系统动力设计提供指导并确保动力设备正常运行. 展开更多
关键词 索末菲效应 转子系统 振动系统 非线性动力学
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基于特征结构配置的奇异振动系统鲁棒镇定
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作者 余培照 李孟孟 王闯 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期152-161,共10页
奇异振动系统由于存在无穷远特征结构,导致系统的动态性能较差,这给实际应用带来了困难。目的 为了改善奇异振动系统的稳定性,方法 采用加速度-速度主动控制策略,提出基于特征结构配置的奇异振动系统鲁棒镇定。基于特征结构配置及奇异... 奇异振动系统由于存在无穷远特征结构,导致系统的动态性能较差,这给实际应用带来了困难。目的 为了改善奇异振动系统的稳定性,方法 采用加速度-速度主动控制策略,提出基于特征结构配置的奇异振动系统鲁棒镇定。基于特征结构配置及奇异值分解方法讨论奇异振动系统的镇定问题,提出镇定控制器的参数化设计方法。在随机扰动环境下,讨论奇异振动系统受参数扰动时的鲁棒特征值镇定问题和镇定控制器设计方案。通过引入拉格朗日乘子,构造基于扰动位移的多元函数,将鲁棒镇定问题转化为广义系统特征结构优化问题。利用构造的扰动函数及Rayleigh定理,提出奇异振动系统鲁棒镇定控制器设计的新方法。结果 通过两个算法制定了相应控制器设计步骤,仿真验证了算法的可行性。数值结果表明,本文方法能快速镇定奇异振动系统,且使闭环系统具有很好的稳态性能。结论 提出的新方法改善了奇异振动系统动态性能的同时,也增强了闭环系统的抗干扰能力,从而提高了系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 振动系统 特征结构配置 镇定 鲁棒性
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基于小波变换的时变及典型非线性振动系统识别 被引量:14
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作者 黄东梅 周实 任伟新 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第13期123-129,147,共8页
用Morlet小波变换方法对时变振动系统和典型非线性振动系统进行参数识别。首先,通过Morlet小波变换提取振动响应的小波脊线,从而获得瞬时频率和瞬时幅值,然后,通过最小二乘曲线拟合即可估计系统的非线性阻尼和刚度系数。分别以时变阻尼... 用Morlet小波变换方法对时变振动系统和典型非线性振动系统进行参数识别。首先,通过Morlet小波变换提取振动响应的小波脊线,从而获得瞬时频率和瞬时幅值,然后,通过最小二乘曲线拟合即可估计系统的非线性阻尼和刚度系数。分别以时变阻尼自由振动系统、达芬有阻尼非线性简谐振动系统和范德波尔非线性自由振动系统为例子来说明小波变换方法对识别时变振动系统和非线性振动系统的有效性。 展开更多
关键词 时变阻尼振动系统 非线性振动系统 小波变换方法 最小二乘法
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超声振动系统设计及性能分析的解析方法 被引量:5
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作者 顾煜炯 杨昆 +1 位作者 周兆英 姚健 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 1998年第2期53-59,共7页
在分析与推求变截面杆纵振动控制方程及其通解的基础上,给出了超声振动系统设计及性能分析的解析过程中所采用的一些基本公式。结合范例,介绍了用解析法进行超声换能器、变幅杆及其组合谐振系统的设计及性能分析的基本步骤。
关键词 超声振动系统 性能分析 解析法 振动系统
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对论文"车桥(轨)耦合振动系统仿真中的基本问题、解决办法及其应用范围"的回复 被引量:1
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作者 曾庆元 向俊 娄平 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期137-142,共6页
对"车桥(轨)耦合振动系统仿真中的基本问题、解决办法及其应用范围"一文所提出的问题,进行了回复。根据文章"车桥及车轨时变系统横向振动计算中的根本问题与列车脱轨能量随机分析理论"中分析方法的主要内容,重新阐... 对"车桥(轨)耦合振动系统仿真中的基本问题、解决办法及其应用范围"一文所提出的问题,进行了回复。根据文章"车桥及车轨时变系统横向振动计算中的根本问题与列车脱轨能量随机分析理论"中分析方法的主要内容,重新阐述了由作者提出的理论、计算模型等的正确性。经多例实测结果验证,未发现与实际情况有较大差距。根据提出的列车脱轨能量随机分析理论,算出5个货物列车—轨道时变系统振动实例,3个脱轨,2个不脱轨,均与实际吻合。 展开更多
关键词 车桥耦合振动系统 车轨耦合振动系统 仿真 列车脱轨 能量随机分析 轨道 时变系统 横向振动
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含间隙碰撞振动系统的非线性振动特性 被引量:26
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作者 卢绪祥 刘正强 +1 位作者 黄树红 李录平 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期388-393,共6页
基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙结构的碰撞振动动力学模型,采用四-五阶Runge-Kutta法进行了数值求解,并通过分析不同频率比、激振力幅值和间隙下的分岔图、相图、Poincaré图和功率谱图研究了该模型的非线性振动特性.结果... 基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙结构的碰撞振动动力学模型,采用四-五阶Runge-Kutta法进行了数值求解,并通过分析不同频率比、激振力幅值和间隙下的分岔图、相图、Poincaré图和功率谱图研究了该模型的非线性振动特性.结果表明:随着频率比、激振力幅值和间隙的改变,碰撞振动系统出现了周期、倍周期和混沌运动;频率比和激振力幅值对系统的非线性振动特性影响很大,出现了较宽的混沌带,而间隙对系统响应的影响相对较小,但在较小间隙的变化范围内,系统的振动特性变化却较显著. 展开更多
关键词 间隙 碰撞振动系统 HERTZ接触理论 非线性振动 频率比 激振力幅值 混沌运动
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同向回转双机驱动振动系统的频率俘获 被引量:12
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作者 赵春雨 王得刚 +2 位作者 张昊 李洁 闻邦椿 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期283-287,共5页
提出了改进小参数平均法,将两个转子的同步问题转化为相位差及平均转速扰动参量微分方程的零解存在与稳定性问题,得出了同步实现与稳定性条件,提出了频率俘获力矩的概念,解释了两个转子自同步的奇特现象。自同步产生于系统的运动选择动... 提出了改进小参数平均法,将两个转子的同步问题转化为相位差及平均转速扰动参量微分方程的零解存在与稳定性问题,得出了同步实现与稳定性条件,提出了频率俘获力矩的概念,解释了两个转子自同步的奇特现象。自同步产生于系统的运动选择动力学特征,即两偏心转子激励起机体的圆运动和绕质心的摆动运动,圆运动对频率俘获力矩贡献驱动相位差向π趋近,实现摆动运动;摆动运动对频率俘获力矩贡献驱动相位差向0趋近,实现圆运动。频率俘获力矩与两电动机的输出力矩之差的比值称为同步指数,实现同步条件为同步指数的绝对值大于1。当同步指数绝对值远大于1,摆动运动占优势时,系统实现圆运动;而圆运动占优势时,实现摆动运动。 展开更多
关键词 频率俘获 机电耦合 非线性动力学 自同步 振动系统
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扭纵超声马达振动系统共振频率简并的研究 被引量:24
10
作者 周铁英 张立群 +1 位作者 薛毅 陈新业 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1999年第2期150-152,160,共4页
扭纵复合朗之万振动系统广泛地应用于超声马达和超声焊接。但在同一振动系统中,由于纵波波速比扭转波速快得多,因此纵振共振频率远高于扭振共振频率。为了使两种共振频率简并,本文作者研究了扭纵驻波超声马达振动系统中共振频率简并... 扭纵复合朗之万振动系统广泛地应用于超声马达和超声焊接。但在同一振动系统中,由于纵波波速比扭转波速快得多,因此纵振共振频率远高于扭振共振频率。为了使两种共振频率简并,本文作者研究了扭纵驻波超声马达振动系统中共振频率简并的一种方法,即通过细颈将一匹配质量联结到朗之万式扭纵振动换能器的端部,分别用一维网络传输矩阵法和有限元法进行了计算,并且进行了实验测量。用此方法研制的3个扭纵驻波超声马达样机,取得了满意的效果。 展开更多
关键词 扭纵复合 频率简并 超声马达 计算 振动系统
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激振器参数对自同步振动系统的影响 被引量:9
11
作者 韩清凯 杨晓光 +1 位作者 秦朝烨 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1009-1012,共4页
以反向回转激励的振动系统为对象,建立了考虑驱动电机机械特性的动力学方程.通过数值仿真计算,研究了激振器的偏心矩、电机功率、偏心转子回转摩擦阻矩等参数对自同步运动的影响.结果表明,激振器各参数在一定阈值内可以实现系统稳定同... 以反向回转激励的振动系统为对象,建立了考虑驱动电机机械特性的动力学方程.通过数值仿真计算,研究了激振器的偏心矩、电机功率、偏心转子回转摩擦阻矩等参数对自同步运动的影响.结果表明,激振器各参数在一定阈值内可以实现系统稳定同步运动,振动体y方向振幅与偏心矩成正比,实现稳定同步的时间与偏心矩成反比.电机额定转矩对系统同步影响不明显,而回转阻尼系数主要影响同步的过渡过程时间. 展开更多
关键词 振动系统 偏心转子 自同步 激振器参数 仿真分析
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超声珩齿振动系统的设计方法及其动力学特性 被引量:11
12
作者 吕明 佘银柱 +1 位作者 秦慧斌 王时英 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期147-152,共6页
超声辅助珩齿是一项应用前景良好的齿轮精加工方法,其振动系统的设计是关键技术之一。分析了变幅杆和齿轮振动时的耦合关系,对振动系统做了合理简化。在此基础上,结合边界条件,提出一种新的振动系统设计方法,并利用它设计了变幅杆,分析... 超声辅助珩齿是一项应用前景良好的齿轮精加工方法,其振动系统的设计是关键技术之一。分析了变幅杆和齿轮振动时的耦合关系,对振动系统做了合理简化。在此基础上,结合边界条件,提出一种新的振动系统设计方法,并利用它设计了变幅杆,分析了变幅杆和齿轮的动力学特性。通过与有限元分析及试验结果比较,说明所提出理论模型是完全合理可行的,实例计算结果比有限元分析结果更接近实测值。所获得的结论对超声珩齿振动系统的设计有一定的指导意义。 展开更多
关键词 超声珩齿 振动系统 变幅杆 谐振频率
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含有三次非线性的粘性阻尼双线性迟滞振动系统的响应计算 被引量:8
13
作者 路纯红 白鸿柏 +1 位作者 李冬伟 王尤颜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期133-135,共3页
研究了一类无记忆恢复力中含有位移三次非线性的粘性阻尼双线性迟滞振动系统的响应计算问题,提出了一种Fourier级数展开法与系统处于特殊点时的运动方程相结合的近似解法,该方法可靠、编程简单,具有较好的工程实用性。
关键词 非线性 迟滞振动系统 响应计算 FOURIER级数 特殊点
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非线性振动系统非共振振动自同步特性 被引量:8
14
作者 李叶 耿志远 +2 位作者 李鹤 魏小鹏 闻邦椿 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期295-300,401-402,共6页
从理论计算、数值仿真和实验验证三个方面研究一类平面单质体非线性振动系统在非共振工作时的振动同步特性。首先,以反向回转双电机驱动的振动系统为研究对象,考虑其弹性元件的非线性因素,采用拉格朗日法建立其动力学模型;其次,基于Hami... 从理论计算、数值仿真和实验验证三个方面研究一类平面单质体非线性振动系统在非共振工作时的振动同步特性。首先,以反向回转双电机驱动的振动系统为研究对象,考虑其弹性元件的非线性因素,采用拉格朗日法建立其动力学模型;其次,基于Hamilton原理求出系统实现自同步的条件,利用一次近似判别法求出系统稳定同步运行的条件;然后,基于Matlab/Simulink软件,采用4阶龙格库塔法进行数值仿真,对理论推导的自同步条件及稳定性条件进行计算;最后,对一单质体振动样机进行实验测试。仿真结果表明,该非线性振动系统可以实现稳定的0相位自同步运动。通过理论计算结果、仿真结果以及实验结果的相互对比,验证该非线性振动系统同步特性理论的准确性。 展开更多
关键词 非线性 非共振 振动系统 振动同步 同步稳定性
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基于Hv方法的三轴液压振动系统频响函数估计的研究 被引量:8
15
作者 杨志东 关广丰 +2 位作者 丛大成 韩俊伟 李洪人 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2007年第3期83-87,共5页
三轴液压振动系统是实验室内模拟振动环境的主要设备,其主要功能是精确地复现给定的功率谱和时间历程。振动控制技术是实现这一目标的关键技术,它以频响函数估计为基础。频响函数估计的精度影响控制过程的快速性和稳定性。本文对几种典... 三轴液压振动系统是实验室内模拟振动环境的主要设备,其主要功能是精确地复现给定的功率谱和时间历程。振动控制技术是实现这一目标的关键技术,它以频响函数估计为基础。频响函数估计的精度影响控制过程的快速性和稳定性。本文对几种典型的频响函数估计方法进行了分析,针对传统方法精度低且受到矩阵病态条件约束等缺点,应用特征分析与摄动理论构造了一种多入多出的Hv方法,并且应用三轴液压振动系统的实测数据对其进行了检验。结果表明该方法是适用的。 展开更多
关键词 三轴液压振动系统 功率谱 频响函数估计 Hv方法
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衰减法测定稳态振动系统损耗因子的实验分析技术 被引量:10
16
作者 盛美萍 王敏庆 孙进才 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期130-135,共6页
建立了双模态系统振动分析模型 ,并详细分析了模态损耗因子与分析带宽内的系统损耗因子之间的关系 ,研究发现 :稳态激振系统的损耗因子主要取决于振动衰减较快的模态。在衰减法测试系统损耗因子时 ,必须充分考虑初始时刻迅速衰减的成分... 建立了双模态系统振动分析模型 ,并详细分析了模态损耗因子与分析带宽内的系统损耗因子之间的关系 ,研究发现 :稳态激振系统的损耗因子主要取决于振动衰减较快的模态。在衰减法测试系统损耗因子时 ,必须充分考虑初始时刻迅速衰减的成分。最后 ,本文提供了一种用衰减法测定稳态振动系统损耗因子的实验分析技术 ,该技术操作简单 ,并且精度较高。 展开更多
关键词 模态 损耗因子 实验分析 衰减法 测定 稳态振动系统
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锁相环跟踪超声振动系统谐振频率的改进 被引量:15
17
作者 王艳东 李赫 +1 位作者 王敏慧 鲍善惠 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第2期253-256,共4页
锁相式频率跟踪超声发生器的频率跟踪范围较小且易出现死锁现象,通常要人为重新启动,系统才能恢复跟踪状态,在应用时会带来麻烦。根据超声振动系统的等效电路研究其阻抗特性,并通过实验绘制换能器特性曲线,分析应用CD4046跟踪串联谐振... 锁相式频率跟踪超声发生器的频率跟踪范围较小且易出现死锁现象,通常要人为重新启动,系统才能恢复跟踪状态,在应用时会带来麻烦。根据超声振动系统的等效电路研究其阻抗特性,并通过实验绘制换能器特性曲线,分析应用CD4046跟踪串联谐振频率容易造成死锁的具体原因,提出带解锁的频率跟踪系统的方案。实验结果表明此方案有较大的跟踪调节范围与较强的适应负载变化的能力,对超声发生器的具体应用有一定的参考意义。 展开更多
关键词 锁相环 频率跟踪 串联谐振频率 超声振动系统
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随机干扰下碰撞振动系统的动力学分析 被引量:12
18
作者 田海勇 刘卫华 赵日旭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期163-167,共5页
建立一类单自由度含间隙碰撞振动系统的动力学模型。推导了系统Poincar啨映射的解析表达式,用数值方法计算了系统的Lyapunov指数谱,讨论了随机干扰对碰撞振动系统的动力学影响。最后结合最大Lyapunov指数,讨论随机非光滑系统的随机分岔... 建立一类单自由度含间隙碰撞振动系统的动力学模型。推导了系统Poincar啨映射的解析表达式,用数值方法计算了系统的Lyapunov指数谱,讨论了随机干扰对碰撞振动系统的动力学影响。最后结合最大Lyapunov指数,讨论随机非光滑系统的随机分岔。数值研究表明随机非光滑系统同样存在着丰富的倍周期分岔现象,但和确定性系统的倍周期分岔现象存在本质的区别。 展开更多
关键词 碰撞振动系统 随机分岔 LYAPUNOV指数 随机干扰
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轮胎包容特性分析及其在汽车振动系统建模中的应用 被引量:23
19
作者 郭孔辉 刘青 丁国峰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 1999年第2期65-71,80,共8页
本文分析了轮胎与路面的接触特点,将汽车承载系统简化为二自由度垂直振动系统,建立了同时考虑轮胎几何滤波效应与弹性滤波效应的弹性滚子接触模型。基于刚性滚子模型和弹性滚子模型,仿真出滚子包容后的有效路形。以滚子接触模型(特别是... 本文分析了轮胎与路面的接触特点,将汽车承载系统简化为二自由度垂直振动系统,建立了同时考虑轮胎几何滤波效应与弹性滤波效应的弹性滚子接触模型。基于刚性滚子模型和弹性滚子模型,仿真出滚子包容后的有效路形。以滚子接触模型(特别是弹性滚子接触模型)计算出的有效路形作为整车垂直振动的路面输入,整车垂直振动的仿真结果与试验结果相吻合。轮胎包容特性模型可用于汽车振动分析与动态载荷分析。 展开更多
关键词 轮胎 包容特性 汽车 振动系统
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基于参数化时频分析的非线性振动系统参数辨识 被引量:10
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作者 邓杨 彭志科 +2 位作者 杨扬 张文明 孟光 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期992-996,共5页
利用多项式调频小波变换对一类非线性系统的输出响应的瞬时特性进行了提取,结合FREEVIB和FORCEVIB方法中瞬态模态参数的算法,得到了能直观反应系统非线性特性的骨架线和阻尼系数曲线,并且通过拟合辨识出的系统平均化的非线性弹性力/阻尼... 利用多项式调频小波变换对一类非线性系统的输出响应的瞬时特性进行了提取,结合FREEVIB和FORCEVIB方法中瞬态模态参数的算法,得到了能直观反应系统非线性特性的骨架线和阻尼系数曲线,并且通过拟合辨识出的系统平均化的非线性弹性力/阻尼力,对非线性振动系统的具体参数进行了识别和估计.通过数值仿真验算方法有效,而且具有精度高、抗噪能力强等优点. 展开更多
关键词 非线性系统辨识 多项式调频小波变换 非线性振动系统 对称非线性 非平稳信号
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