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杜芬型滑移系统振动非线性评估 被引量:1
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作者 李大望 陈立喜 王建强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期22-23,89,共3页
以叠加原理为判别准则,通过计算杜芬型滑移系统对双频简谐激励作用的动力响应,分析系统的振动非线性及其影响因素。结果表明,恢复力非线性与阻尼非线性存在相互作用机制,一定条件下摩擦阻尼的增加可以抑制恢复力非线性的发挥,系统整体... 以叠加原理为判别准则,通过计算杜芬型滑移系统对双频简谐激励作用的动力响应,分析系统的振动非线性及其影响因素。结果表明,恢复力非线性与阻尼非线性存在相互作用机制,一定条件下摩擦阻尼的增加可以抑制恢复力非线性的发挥,系统整体振动的非线性并非两者效应的简单累加。外部激励的影响体现在其幅值和频率两个方面,双频激励强度均较大时会激发系统的振动非线性。 展开更多
关键词 杜芬型滑移系统 振动非线性 叠加原理
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线振动MEMS陀螺结构振动非线性特性研究
2
作者 苟元东 王学锋 +1 位作者 庄海涵 邢朝洋 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第3期7-10,共4页
针对一种线振动微机电系统(MEMS)陀螺结构的振动非线性开展研究,利用理论方法推导、有限元仿真和扫频数据拟合得到了陀螺结构的非线性系数,根据达芬方程推导计算出非线性迟滞效应消失的临界激励以及对应的振幅阈值,为陀螺结构设计提供... 针对一种线振动微机电系统(MEMS)陀螺结构的振动非线性开展研究,利用理论方法推导、有限元仿真和扫频数据拟合得到了陀螺结构的非线性系数,根据达芬方程推导计算出非线性迟滞效应消失的临界激励以及对应的振幅阈值,为陀螺结构设计提供了理论指导。实验结果表明:非线性迟滞效应消失点和理论值相吻合。 展开更多
关键词 微机电系统陀螺 振动非线性 迟滞效应
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有间隙拱型结构的扭弯耦合振动非线性分析
3
作者 刘习军 陈予恕 侯书军 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1999年第6期706-710,共5页
利用有限元数值计算与解析分析相结合的方法,通过对带间隙的拱型构件的振动分析,研究了拱型结构件在两端约束存在间隙时的扭弯耦合非线性振动特性,提出了数值解析法,并得到满意的结果。
关键词 拱型结构 间隙 非线性振动 扭弯耦合振动
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风力机地震诱导机舱振动非线性特性分析 被引量:5
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作者 刘中胜 杨阳 +2 位作者 李春 邹锦华 袁全勇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期190-196,233,共8页
基于开源软件FAST和Wolf土-构耦合模型,通过自编程开发了风力机地震动力学仿真模块,与文献提出的Seismic工具进行比较,验证了所建立的风力机地震动力学仿真模型的可靠性。在此基础上,计算了5种地震运动下三台不同功率的风力机地震动力... 基于开源软件FAST和Wolf土-构耦合模型,通过自编程开发了风力机地震动力学仿真模块,与文献提出的Seismic工具进行比较,验证了所建立的风力机地震动力学仿真模型的可靠性。在此基础上,计算了5种地震运动下三台不同功率的风力机地震动力学响应,并基于分形和混沌理论分析了地震诱导振动特性。结果表明:地震诱导振动具有明显的非平稳特征,且大型风力机必须考虑风-震耦合效应;地震诱导振动时程曲线分形维数介于1. 6~1. 8,表现较高的自相似性和长程相关性;对于风-震耦合效应较弱的小型风力机,振动曲线分形维数与地震强度之间具有较高的关联性;地震诱导振动表现为明显的混沌特征,为非周期性和非完全随机的非平稳振动过程;风-震耦合效应较强的风力机,地震诱导振动时程曲线最大Lyapunov指数与地震强度之间存在较大的相关性,且风-震耦合效应越强,振动可预测时长越短,振动不稳定性越强。 展开更多
关键词 风力机 地震 非线性振动 分形 混沌
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车辆-人体振动非线性时域模拟及软件实现
5
作者 张建荣 王岩松 何辉 《拖拉机与农用运输车》 2009年第3期50-52,共3页
基于SY6480客车建立了车辆-人体振动系统的十二自由度非线性动力学模型,通过对钢板弹簧和减振器非线性特性的离散化,在四轮相关随机路面激励的条件下,采用分步线性化法对整车-人体的振动情况进行了时域模拟与频谱分析。试验验证结果表... 基于SY6480客车建立了车辆-人体振动系统的十二自由度非线性动力学模型,通过对钢板弹簧和减振器非线性特性的离散化,在四轮相关随机路面激励的条件下,采用分步线性化法对整车-人体的振动情况进行了时域模拟与频谱分析。试验验证结果表明系统模型建立正确,模拟和分析方法切实可行。进而本文还对整个模拟过程进行了可视化编程,编写的软件可实现平顺性的分析、预测和参数优化,可作为汽车平顺性设计的辅助工具。 展开更多
关键词 车辆-人体系统 非线性随机振动 数值模拟 软件实现
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带有支承间隙的压力管道振动非线性动力学行为研究 被引量:2
6
作者 唐千升 李朝峰 闻邦椿 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1028-1033,共6页
以现代非线性动力学和Sanders薄壳理论为基础,建立了一端带有支承间隙的压力管道的非线性动力学模型,利用Ritz法对模型进行分析。针对非线性系统的具体特点,通过数值计算,得到管壁振动的幅频特性曲线,并研究了支承刚度和支承间隙对管道... 以现代非线性动力学和Sanders薄壳理论为基础,建立了一端带有支承间隙的压力管道的非线性动力学模型,利用Ritz法对模型进行分析。针对非线性系统的具体特点,通过数值计算,得到管壁振动的幅频特性曲线,并研究了支承刚度和支承间隙对管道动力学特性的影响。结果表明:一端带有支承间隙的压力管道的管壁振动幅频曲线呈现出明显的非线性特征。支承间隙和支承刚度对管壁振动响应的各次谐波,尤其是低阶谐波的共振幅值和共振频率有着显著的影响。了解带有支承间隙的压力管道振动非线性动力学行为对管道的设计、安装和日常维护检查工作有着重要的意义。 展开更多
关键词 非线性振动 压力管道 间隙模型 共振频率 共振幅值
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双万向联轴器-转子系统弯扭耦合非线性振动特性研究
7
作者 花纯利 汪凯 +1 位作者 曹国华 卢昊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期169-178,共10页
为研究双万向联轴器连接的转子系统弯扭耦合振动机理,综合考虑双万向联轴器角向偏差、质量偏心和碰摩的影响,通过采用拉格朗日方程推导出双万向联轴器-转子系统弯扭耦合非线性动力学微分方程组。应用数值方法系统地分析了转子系统弯扭... 为研究双万向联轴器连接的转子系统弯扭耦合振动机理,综合考虑双万向联轴器角向偏差、质量偏心和碰摩的影响,通过采用拉格朗日方程推导出双万向联轴器-转子系统弯扭耦合非线性动力学微分方程组。应用数值方法系统地分析了转子系统弯扭耦合振动响应特性,探究了双万向联轴器角向偏差和外激励载荷对转子系统无碰摩振动特性的影响规律。结合随系统参数变化的分岔图,研究了旋转频率、角向偏差、偏心率、阻尼比、接触刚度和摩擦因数等参数对系统碰摩振动响应特性的影响规律。这些研究结果有助于理解弯扭耦合多跨转子系统动态响应特性和现象,为转子系统的状态识别和故障诊断提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 万向联轴器 转子系统 弯扭耦合 非线性振动
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时滞反馈对非线性黏弹性隔振系统的竖向振动控制研究 被引量:2
8
作者 王道航 孙博 +2 位作者 刘春霞 周紫怡 刘羽 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第2期199-207,共9页
研究了时滞反馈对非线性黏弹性隔振系统的竖向振动控制情况.基于黏弹性非线性Zener模型,引入时滞控制器,建立了时滞反馈黏弹性隔振系统数学模型;采用多尺度法得到了主共振条件下的近似解析解,并根据Routh-Hurwitz理论获取了系统的稳定... 研究了时滞反馈对非线性黏弹性隔振系统的竖向振动控制情况.基于黏弹性非线性Zener模型,引入时滞控制器,建立了时滞反馈黏弹性隔振系统数学模型;采用多尺度法得到了主共振条件下的近似解析解,并根据Routh-Hurwitz理论获取了系统的稳定性条件;最后,分析了时滞参数与黏弹性隔振系统振动行为的相关性.研究结果表明,时滞控制器能够有效地对黏弹性竖向振动系统的不稳定行为和振动幅值进行控制,且时滞参数可作为独立变量调控系统振动特性.研究结果可为利用时滞控制提高黏弹性隔振系统竖向振动稳定性的应用提供理论指导. 展开更多
关键词 黏弹性隔振器 非线性振动 时滞反馈控制 Zener模型 多尺度法 稳定性
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考虑边缘效应的静电驱动MEMS振子非线性振动定性研究
9
作者 李佰洲 韩建鑫 +1 位作者 黄仪 崔良玉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期10-19,共10页
应用非线性动力学理论定性研究了考虑边缘效应的静电驱动微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)振子的非线性主共振问题。首先,应用微分求积法的空间离散处理得到了系统的单自由度动力学方程;其次,应用分岔理论研究了系统的... 应用非线性动力学理论定性研究了考虑边缘效应的静电驱动微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)振子的非线性主共振问题。首先,应用微分求积法的空间离散处理得到了系统的单自由度动力学方程;其次,应用分岔理论研究了系统的静态分岔特征,推导并定义了无量纲临界立方刚度、一次吸合电压和二次吸合电压;然后,应用多尺度方法得到了系统的频响函数,定义了小幅振动频响软硬特性转换的无量纲临界电压;最后,结合动态吸合条件与软硬转换临界控制方程,讨论了系统的主共振以及阱间跳跃的动态规律。该研究对于定性掌握静电驱动MEMS振子的静动态吸合及主共振响应规律具有理论及工程参考价值。 展开更多
关键词 微机电系统(MEMS)振子非线性振动 分岔 吸合 边缘效应
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功能梯度多层石墨烯片增强复合材料梁的非线性自由振动
10
作者 吕颖 张静 李联和 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期415-424,共10页
为了研究非线性弹性基础上功能梯度多层石墨烯片增强复合材料(graphene platelets reinforced composite,GPLRC)梁在轴向力和温度场共同作用下的非线性自由振动问题。基于虚功原理,采用一阶剪切变形梁理论和冯卡门非线性应变位移关系,... 为了研究非线性弹性基础上功能梯度多层石墨烯片增强复合材料(graphene platelets reinforced composite,GPLRC)梁在轴向力和温度场共同作用下的非线性自由振动问题。基于虚功原理,采用一阶剪切变形梁理论和冯卡门非线性应变位移关系,建立了梁的非线性控制方程,并将3个方程简化为2个关于挠度和转角的非线性方程,利用二次摄动法进行离散,得到各阶摄动方程,逐阶求出渐进解,获得两端简支边界条件下频率的表达式。通过参数分析,探究了石墨烯片(graphene platelets,GPLs)的分布模式、几何形状、重量分数,以及弹性基础刚度参数、温度和轴向力对非线性自由振动的影响。计算结果表明:GPL质量分数越高增强效果越明显,采用GPL表面积更大、单层GPL较少、靠近顶部和底部的位置添加更多的GPL、增大线性弹性基础刚度都可以使固有频率增大,从而使梁的非线性与线性频率之比减小。非线性弹性基础刚度增大、温度升高和轴向压力增大会使非线性与线性频率之比增大。 展开更多
关键词 非线性自由振动 二次摄动法 石墨烯片 功能梯度材料
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乙醇溶液中气泡的非线性振动和空化效应研究
11
作者 马艳 王佳媛 《应用化工》 北大核心 2025年第4期911-919,926,共10页
超声波作用下乙醇溶液中气泡的非线性振动和空化效应研究是超声化学的基础问题,研究了超声波作用下乙醇溶液中气泡的非线性振动,气泡内部能量转换、温度、压强和冲击波等空化效应及其影响因素。结果表明,乙醇溶液中气泡具有更强的收缩... 超声波作用下乙醇溶液中气泡的非线性振动和空化效应研究是超声化学的基础问题,研究了超声波作用下乙醇溶液中气泡的非线性振动,气泡内部能量转换、温度、压强和冲击波等空化效应及其影响因素。结果表明,乙醇溶液中气泡具有更强的收缩振动特性,乙醇溶液中气泡的非线性振动及空化效应强弱取决于驱动声场的声压振幅、驱动频率、气泡的均衡半径、乙醇浓度等因素。 展开更多
关键词 乙醇 非线性振动 声空化 超声化学
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FGP梁非线性振动的谱几何⁃增量谐波平衡解法
12
作者 钟锐 王瑞华 王青山 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期731-738,共8页
针对含几何非线性因素的功能梯度多孔(FGP)梁动力学问题,提出一种谱几何⁃增量谐波平衡法(SGM⁃IHBM)研究其非线性振动特性。根据von Karman理论获得梁结构的几何非线性应变⁃位移关系,基于Timoshenko理论推导FGP梁的拉格朗日能量泛函。使... 针对含几何非线性因素的功能梯度多孔(FGP)梁动力学问题,提出一种谱几何⁃增量谐波平衡法(SGM⁃IHBM)研究其非线性振动特性。根据von Karman理论获得梁结构的几何非线性应变⁃位移关系,基于Timoshenko理论推导FGP梁的拉格朗日能量泛函。使用谱几何级数表征梁结构的各位移分量,并引入线性模态分量建立FGP梁的非线性降阶方程,进而采用增量谐波平衡(IHB)法追踪FGP梁降阶模型的动力学响应解。通过SGM⁃IHBM解与文献解的对比验证了本文非线性模型的正确性,进而分析了孔隙率、厚度、激励幅值等对FGP梁非线性振动特性的影响。 展开更多
关键词 非线性振动 FGP梁 谱几何 增量谐波平衡法
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管内压强下Timoshenko输流微管的非线性振动研究
13
作者 税波 李云东 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期79-89,共11页
采用弱形式求积元法对管内压强影响下Timoshenko可伸缩输流微管的非线性振动进行了分析。研究了管内不同压强、管道外径和管道内外径比下的无量纲频率、横向位移、截面转角位移和轴向位移。证明了轴向位移对微管的非线性振动影响较大,... 采用弱形式求积元法对管内压强影响下Timoshenko可伸缩输流微管的非线性振动进行了分析。研究了管内不同压强、管道外径和管道内外径比下的无量纲频率、横向位移、截面转角位移和轴向位移。证明了轴向位移对微管的非线性振动影响较大,不应该被忽略。研究发现输流微管所受管内压强的影响比输流管所受管内压强的影响更大。将所得的部分数值结果同已有文献进行了比较,验证了弱形式求积元法在Timoshenko输流微管上非线性动力学分析的可行性。 展开更多
关键词 非线性振动 Timoshenko输流微管 弱形式求积元法 可伸缩管 压强
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超声空化泡在不同激励条件下的非线性振动特性 被引量:4
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作者 许龙 刘政 +3 位作者 姚昕锐 王召唤 沈阳 徐珂 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期735-743,共9页
为了探究超声空化效果与声场中空化泡的非线性振动特性的关系,通过求解不同状态下空化泡非线性振动方程,得到气泡半径随时间的演化曲线、相图、庞加莱截面图、功率谱图和分叉图等描述气泡运动状态的图形。研究了在三角波和正弦波驱动下... 为了探究超声空化效果与声场中空化泡的非线性振动特性的关系,通过求解不同状态下空化泡非线性振动方程,得到气泡半径随时间的演化曲线、相图、庞加莱截面图、功率谱图和分叉图等描述气泡运动状态的图形。研究了在三角波和正弦波驱动下不同频率和声压对空化泡非线性振动规律的影响。结果表明:在三角波和正弦波的驱动下,气泡呈现出不同的运动特性;在三角波驱动下,气泡的振动更容易进入混沌状态,并且发生混沌状态的频率范围更宽,这将有利于扩大超声空化在液体处理应用中的频率适用范围。 展开更多
关键词 超声空化 非线性振动 混沌 超声液体处理
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非线性周期结构动力学与波动调控研究进展
15
作者 高鹏林 龚凌云 +5 位作者 王国旭 罗宇 朱俊喆 高昊 马海斌 瞿叶高 《力学进展》 北大核心 2025年第3期567-641,共75页
周期结构是构建自然界和人类工程结构的一种重要形式,平移对称性引起的Bloch调制作用赋予其独特的能带结构和丰富的时/频域动力学特性,为弹性波/声波传播调控、新型声功能器件设计、振动与噪声控制等提供了新思路.非线性效应可以突破线... 周期结构是构建自然界和人类工程结构的一种重要形式,平移对称性引起的Bloch调制作用赋予其独特的能带结构和丰富的时/频域动力学特性,为弹性波/声波传播调控、新型声功能器件设计、振动与噪声控制等提供了新思路.非线性效应可以突破线性理论框架的束缚,能够增强甚至拓展人工周期结构的功能.但非线性周期系统在单胞结构设计和建模分析方面存在诸多困难,也面临时空平移对称性破缺、非线性响应特性及机理复杂等深层次科学难题,给非线性周期结构动力学设计与实际应用带来挑战.针对上述问题,学者们融合力学、声学、材料学和能带物理等多学科研究方法开展了一些卓有成效的研究,本文旨在及时总结非线性周期结构动力学和波动调控领域的重要研究进展,梳理研究中存在的不足之处和关键难题,凝聚力量,促进该领域的深入发展.首先,归纳了力学周期结构非线性效应来源、单胞结构设计方法、非线性周期结构动力学建模与分析方法;之后,综述了非线性周期结构在通带、带隙和能量局域束缚等方面的主要特性,着重介绍了非线性导致的能带频移、模式耦合、低频宽带拓展和带隙内波动模式局域束缚等丰富动力学现象,梳理了非线性周期结构在波调控装置和减振降噪设计方面的一些应用探索.最后,针对现有研究存在的一些不足和关键难题,展望了未来理论研究和应用探索亟需关注的若干发展方向. 展开更多
关键词 非线性周期结构 动力学设计 非线性振动 振动控制 波动调控
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含摩擦的行星齿轮非线性动力学特性分析
16
作者 杜燚波 高建设 +2 位作者 吴鲁纪 杨林杰 李俞峰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期28-34,共7页
为研究齿面摩擦对2K-H行星齿轮系统振动特性的影响,考虑齿面摩擦力、时变摩擦力臂等因素建立了行星齿轮系统的动力学模型。综合应用分岔图、最大Lyapunov指数图、相图等研究了当无量纲激励频率ω在0.5~2.5区间变化时,不同齿面摩擦系数... 为研究齿面摩擦对2K-H行星齿轮系统振动特性的影响,考虑齿面摩擦力、时变摩擦力臂等因素建立了行星齿轮系统的动力学模型。综合应用分岔图、最大Lyapunov指数图、相图等研究了当无量纲激励频率ω在0.5~2.5区间变化时,不同齿面摩擦系数μ和齿轮副啮合相对阻尼比ζ对系统动态特性的影响规律。研究结果表明,与不考虑齿面摩擦的情形相比较,系统在低转速区域的振动状态变化不明显;在高转速区域系统的倍周期分岔点前移,逆倍周期分岔点延后;当阻尼比ζ从0.10增大到0.12时可使系统在激励频率ω变化的大部分区间由混沌振动转为周期振动。 展开更多
关键词 齿面摩擦 行星齿轮系统 非线性振动 分岔 混沌
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水电机组轴系—分数阶基础的非线性耦合动力学研究
17
作者 李向东 孙万泉 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期187-191,共5页
为研究不同基础动力特性对水电机组振动的影响,将分数阶理论引入到水电机组—基础的耦合动力学建模与分析中。首先,对比分析了单自由度等效基础体系在整数阶和分数阶下的中高频特征,研究了不同阻尼项分数阶对基础宽频特性的影响。然后,... 为研究不同基础动力特性对水电机组振动的影响,将分数阶理论引入到水电机组—基础的耦合动力学建模与分析中。首先,对比分析了单自由度等效基础体系在整数阶和分数阶下的中高频特征,研究了不同阻尼项分数阶对基础宽频特性的影响。然后,对比分析了基础不同分数阶次与整数阶的非线性耦合动力效应。结果表明,基础的分数阶阻尼特性对机组的振动具有明显的影响,与传统的整数阶系统相比,考虑分数阶基础的耦合效应能够更全面、更丰富地反映机组的振动。 展开更多
关键词 水轮发电机组 分数阶 基础 非线性振动
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钻柱纵-扭耦合非线性振动的顶驱控制研究 被引量:2
18
作者 段聪聪 李欣业 +2 位作者 张利娟 张华彪 马驰骋 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1535-1545,共11页
本文基于钻柱纵-扭耦合振动的三自由度集总参数模型,利用数值仿真研究了顶驱控制对钻柱粘滑振动和跳钻现象的抑制效果。结果表明,调谐k-c控制对钻柱振动系统的粘滑振动和跳钻现象有一定程度的抑制作用,但是在输入角速度较大而标称钻压... 本文基于钻柱纵-扭耦合振动的三自由度集总参数模型,利用数值仿真研究了顶驱控制对钻柱粘滑振动和跳钻现象的抑制效果。结果表明,调谐k-c控制对钻柱振动系统的粘滑振动和跳钻现象有一定程度的抑制作用,但是在输入角速度较大而标称钻压较小或者输入角速度较小而标称钻压较大时的抑制效果并不理想。调谐I-k-c控制可以成功地消除输入角速度和标称钻压变化对钻柱粘滑振动和跳钻现象带来的影响,使得输入角速度和标称钻压不论取何值,钻头的转速均稳定在给定的输入角速度附近,减少了钻压、扭矩和轴向位移的波动。 展开更多
关键词 非线性振动 钻杆纵-扭耦合 顶驱控制 粘滑 跳钻 集总参数模型
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考虑延伸轮齿接触效应的齿轮传动系统非线性动力学分析
19
作者 廖福林 黄建亮 郑星原 《振动与冲击》 北大核心 2025年第18期241-251,262,共12页
为了研究延伸轮齿接触(extended tooth contact,ETC)效应对齿轮传动系统非线性动力学特性的影响,在系统的动力学模型中引入了考虑ETC效应的时变啮合刚度。利用增量谐波平衡(incremental harmonic balance,IHB)法求解了齿轮传动系统的全... 为了研究延伸轮齿接触(extended tooth contact,ETC)效应对齿轮传动系统非线性动力学特性的影响,在系统的动力学模型中引入了考虑ETC效应的时变啮合刚度。利用增量谐波平衡(incremental harmonic balance,IHB)法求解了齿轮传动系统的全局动力学响应,对比动力学响应表征的理论结果和试验结果,验证了考虑ETC效应系统动力学模型的有效性。通过改进的Floquet理论确定了系统动力学响应的稳定性和分岔特性。基于动力学响应揭示了系统的跳跃现象和非线性软弹簧特性,分析了ETC效应对系统动力学特性的影响,研究了载荷对系统动力学响应稳定性和分岔特性的影响。研究表明:在鞍结分岔点处系统产生跳跃现象;啮合轮齿分离导致系统产生非线性软弹簧特性;随着载荷增大,系统频率响应曲线上的鞍结分岔点在竖直方向向上移动,导致频率响应曲线上的不稳定区域逐渐减小;与不考虑ETC效应相比,考虑ETC效应后系统频率响应曲线的最大振幅减小了9.79%。 展开更多
关键词 延伸轮齿接触(ETC) 时变啮合刚度 非线性振动 增量谐波平衡(IHB)法
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含摩擦界面复合材料输流管道非线性振动分析 被引量:1
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作者 乔逸飞 瞿叶高 +1 位作者 高鹏林 彭志科 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3312-3323,共12页
针对含摩擦界面复合材料输流管道流固耦合动力学问题,基于Reissner薄壳理论和对流波动方程建立了纤维增强复合材料管道和流体介质的动力学方程,采用宏观滑移摩擦模型刻画管道摩擦界面上的非线性摩擦力分布,发展轴对称半解析有限元方法... 针对含摩擦界面复合材料输流管道流固耦合动力学问题,基于Reissner薄壳理论和对流波动方程建立了纤维增强复合材料管道和流体介质的动力学方程,采用宏观滑移摩擦模型刻画管道摩擦界面上的非线性摩擦力分布,发展轴对称半解析有限元方法来构建含摩擦界面复合材料输流管道非线性动力学模型,研究了流体载荷和摩擦界面等对管道非线性振动响应的影响.结果表明,含摩擦界面复合材料输流管道摩擦界面上点的滞回曲线由两个对称的黏滞区域和两个对称的滑移区域组成,摩擦界面的黏滞-滑移切换导致输流管道振动响应除包含激励频率外,还包含一系列奇次超谐波;随着界面摩擦系数增大,输流管道基频处的轴向振幅减小,法向振幅增大,而3次超谐波处的轴向及法向振幅先增大后减小;随着界面摩擦刚度增大,输流管道基频及3次超谐波处的轴向振幅先减小后增大;来流速度主要影响含摩擦界面输流管道的法向振动,对管道的轴向振动影响很小. 展开更多
关键词 复合材料输流管道 摩擦界面 黏滞-滑移运动 非线性振动 半解析有限元方法
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