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单自由度含干摩擦碰撞振动系统周期运动转迁及共存特征 被引量:2
1
作者 李得洋 李孟 +3 位作者 吴少培 李国芳 丁旺才 丁杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期52-63,共12页
在参数平面和状态平面内,研究了一类单自由度含干摩擦和弹性约束碰撞振动系统周期运动的分布、转迁及共存特征。首先,给出了系统各运动状态(滑动、黏着及碰撞)的衔接条件,并利用响应微扰计算方法得到系统的Floquet矩阵。其次,由相轨线... 在参数平面和状态平面内,研究了一类单自由度含干摩擦和弹性约束碰撞振动系统周期运动的分布、转迁及共存特征。首先,给出了系统各运动状态(滑动、黏着及碰撞)的衔接条件,并利用响应微扰计算方法得到系统的Floquet矩阵。其次,由相轨线与黏着面的关系将系统在参数平面内的运动划分为六种类型,根据Floquet乘子和滑移分岔发生的几何条件判定相邻周期运动在转迁时的稳定性和分岔类型,并基于胞映射和打靶法分析稳定及不稳定周期运动共存及转迁特征。研究发现,在相邻的多态共存区边界线交点处,系统在不同初始状态下存在分岔共存现象。由于间隙和干摩擦广泛存在于实际机械系统中,研究此类系统的动力学特性,对后续系统参数的设计及各种动力学行为的控制具有重要的意义。 展开更多
关键词 碰撞振动 干摩擦 分岔 吸引子共存 转迁特征
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一类双边碰撞振动系统的随机响应研究
2
作者 钱佳敏 陈林聪 刘世川 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期115-120,共6页
碰撞过程凭借瞬时冲击模型得以简化,但采用经典的Newton恢复系数模型为计算带来了误差。本研究引入修正的恢复系数模型取代经典的Newton恢复系数模型,预测了一类宽带噪声激励下双边碰撞振动系统的随机动力学响应。位移的碰撞条件借助自... 碰撞过程凭借瞬时冲击模型得以简化,但采用经典的Newton恢复系数模型为计算带来了误差。本研究引入修正的恢复系数模型取代经典的Newton恢复系数模型,预测了一类宽带噪声激励下双边碰撞振动系统的随机动力学响应。位移的碰撞条件借助自由振动系统被转化为能量的碰撞条件。根据系统的能量水平,系统的运动可被分为双边碰撞和无碰撞振动两类。进一步地,两类运动的平均漂移系数和扩散系数可借助能量包线随机平均法求解获得。在此基础上,建立并求解对应的Fokker-Plank-Kolmogorov (FPK)方程,进而得到系统的稳态响应。最后,将所提方法应用于Duffing振子,讨论了屈服速度、挡板间距和噪声激励对响应的影响,并用蒙特卡罗模拟验证了所述方法的有效性。 展开更多
关键词 瞬时冲击模型 恢复系数 双边碰撞振动 宽带噪声 随机平均法
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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
3
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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行星齿轮传动系统碰撞振动特性研究 被引量:26
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作者 周建星 孙文磊 +1 位作者 曹莉 温广瑞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期16-21,共6页
针对行星齿轮传动系统轻载高速下存在碰撞振动的问题进行了研究,为此提出了研究方法和分析模型,即在大载荷下采用线性弹簧来模拟轮齿啮合弹性,在轻载下采用Hertz接触理论来计算齿轮副碰撞力,最终采用集中质量方法建立了行星齿轮传动系... 针对行星齿轮传动系统轻载高速下存在碰撞振动的问题进行了研究,为此提出了研究方法和分析模型,即在大载荷下采用线性弹簧来模拟轮齿啮合弹性,在轻载下采用Hertz接触理论来计算齿轮副碰撞力,最终采用集中质量方法建立了行星齿轮传动系统碰撞振动分析模型。研究分析发现:在大载荷、连续增速下,行星齿轮传动系统在太阳轮与行星架扭转振动模式以及内齿圈横向振动模式所对应的固有频率位置出现了共振,并引起了较大的啮合力波动;在轻载下,齿轮副啮合状态发生了变化,出现了碰撞振动,随着负载的增加,接触力的变化呈现出强非线性特征,齿轮副脱啮时间逐渐缩短;当负载达到门槛值时,齿轮副不再脱啮;随着转速的提高,脱啮时间逐渐缩短,碰撞力波动幅值呈线性增大的趋势。该结果可为行星齿轮传动系统减振、降噪研究提供理论依据。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 HERTZ接触理论 碰撞振动分析模型
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动摩擦作用下含间隙碰撞振动系统的动力学分析 被引量:18
5
作者 张艳龙 唐斌斌 +1 位作者 王丽 杜三山 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期58-63,共6页
研究在非光滑因素间隙及摩擦作用下的强非线性系统动力学行为。将Dankowicz动摩擦模型引进力学系统中,给出振子受力判断条件,结合数值仿真分析,探讨摩擦诱导振动及其它关键参数对系统动力学特性的影响。结果表明,系统在不同参数下存在... 研究在非光滑因素间隙及摩擦作用下的强非线性系统动力学行为。将Dankowicz动摩擦模型引进力学系统中,给出振子受力判断条件,结合数值仿真分析,探讨摩擦诱导振动及其它关键参数对系统动力学特性的影响。结果表明,系统在不同参数下存在复杂多样的摩擦诱导振动形式:稳定周期摩擦振动、概周期摩擦黏滞振动、概周期瞬时摩擦诱导振动、颤振碰撞、摩擦诱导黏滞擦边碰撞振动及摩擦诱导黏滞混沌振动等。 展开更多
关键词 摩擦诱导振动 碰撞振动 非线性 分岔 混沌
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一类含间隙碰撞振动系统混沌运动的RBF神经网络控制 被引量:11
6
作者 卫晓娟 李宁洲 +1 位作者 张惠 丁旺才 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期336-342,共7页
应用基于RBF神经网络的智能优化控制方法研究一类含间隙碰撞振动系统混沌运动的控制。基于RBF神经网络设计混沌控制器,利用混沌控制器输出小扰动施加于系统的可控参数,将混沌运动控制为预期的规则运动,同时将自适应混合引力搜索算法与RB... 应用基于RBF神经网络的智能优化控制方法研究一类含间隙碰撞振动系统混沌运动的控制。基于RBF神经网络设计混沌控制器,利用混沌控制器输出小扰动施加于系统的可控参数,将混沌运动控制为预期的规则运动,同时将自适应混合引力搜索算法与RBF神经网络相结合,利用自适应混合引力搜索算法收敛速度快和全局寻优能力强的优势,优化混沌控制器的参数,避免了控制器参数选择的盲目性和主观性,提高了控制器的性能。该方法不需要被控系统的精确数学模型,适用于系统模型未知而仅获得实验数据的情况。 展开更多
关键词 非线性振动 碰撞振动 混沌控制 RBF神经网络 AHGSA算法
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两自由度碰撞振动系统分叉参数的确定 被引量:11
7
作者 谢建华 文桂林 肖建 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期249-253,共5页
本文分别研究了含多参数的四维映射系统的周期倍化分叉和 Hopf分叉的参数临界值的代数判据。其理论结果可以应用于确定含多参数的两自由度碰撞振动系统的周期倍化分叉和 Hopf分叉的分叉参数临界值。应用于一类含多参数的两自由度碰撞振... 本文分别研究了含多参数的四维映射系统的周期倍化分叉和 Hopf分叉的参数临界值的代数判据。其理论结果可以应用于确定含多参数的两自由度碰撞振动系统的周期倍化分叉和 Hopf分叉的分叉参数临界值。应用于一类含多参数的两自由度碰撞振动系统的 Poincar 映射分叉参数临界值的分析 ,获得该碰撞振动系统的周期倍化分叉和 Hopf分叉条件 ,并用数值方法模拟了理论分析结果。 展开更多
关键词 非线性振动 分叉 代数判据 两自由度 碰撞振动
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碰撞振动系统分岔与混沌的研究进展 被引量:40
8
作者 丁旺才 谢建华 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期513-524,共12页
针对工程实际中普遍存在的碰撞振动系统这种典型的非光滑动力系统,其研究具有重要的理论意义和工程实用价值。碰撞振动系统动力学的分析与研究方法主要有理论分析、数值模拟以及应用与实验研究。为了研究碰撞振动系统的周期运动稳定性... 针对工程实际中普遍存在的碰撞振动系统这种典型的非光滑动力系统,其研究具有重要的理论意义和工程实用价值。碰撞振动系统动力学的分析与研究方法主要有理论分析、数值模拟以及应用与实验研究。为了研究碰撞振动系统的周期运动稳定性、分岔及混沌,采用的手段有建立Poincare映射、中心流形和范式方法,映射的分岔与混沌理论是碰撞振动系统研究的理论基础。首先简述了碰撞振动系统的分析与研究方法,光滑非线性系统动力学的分析方法部分可以推广到碰撞振动系统,碰撞振动的不连续性导致一些方法的适用性和有效性问题。进一步综述了碰撞振动系统周期运动稳定性、分岔、混沌及奇异性的理论研究和工程应用现状。最后着重结合相关离散型映射系统的动力学发展,对碰撞振动系统的分岔与混沌研究及存在的主要问题进行了讨论,并展望了其发展趋势。 展开更多
关键词 碰撞振动 稳定性 分岔 混沌
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碰撞振动及其典型现象 被引量:34
9
作者 金栋平 胡海岩 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1999年第2期155-163,共9页
综述了机械系统碰撞振动的近期研究成果和碰撞振动的某些典型现象.对碰撞振动的几何与数值分析,以及实验研究作了评述,内容侧重于稳定性、奇异性,擦边诱发分叉,非线性模态等问题.最后。
关键词 碰撞振动 擦边 奇异性 模态 机械系统
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碰撞振动系统的参数自调节混沌控制 被引量:13
10
作者 马永靖 丁旺才 杨小刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期24-26,30,34,共5页
针对含间隙碰撞振动系统由于系统参数的变化,发生分岔和混沌这一实际情况,提出了系统参数依据系统输出的变化自动调节连续反馈控制的策略。给出了参数自调节的控制律,选取适当的控制强度向量,混沌运动可被引导到稳定的目标周期轨道。对... 针对含间隙碰撞振动系统由于系统参数的变化,发生分岔和混沌这一实际情况,提出了系统参数依据系统输出的变化自动调节连续反馈控制的策略。给出了参数自调节的控制律,选取适当的控制强度向量,混沌运动可被引导到稳定的目标周期轨道。对一两自由度含间隙碰撞振动系统进行数值模拟,验证了这一策略的有效性。 展开更多
关键词 碰撞振动 混沌控制 参数自调节 反馈控制
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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
11
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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两自由度塑性碰撞振动系统的动力学研究 被引量:12
12
作者 罗冠炜 谢建华 孙训方 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期579-586,共8页
用三维映射表示具有单侧刚性约束的两自由度振动系统在塑性碰撞时的动力学方程.借 助理论分析与数值方法研究了系统周期n-1振动的存在性与稳定性,描述了系统周期n-1 振动的特点,讨论了碰撞振子与约束擦边引起的Poincar... 用三维映射表示具有单侧刚性约束的两自由度振动系统在塑性碰撞时的动力学方程.借 助理论分析与数值方法研究了系统周期n-1振动的存在性与稳定性,描述了系统周期n-1 振动的特点,讨论了碰撞振子与约束擦边引起的Poincare映射奇异性对系统全局分岔的影响. 展开更多
关键词 周期运动 映射 稳定性 奇异性 全局分岔 两自由度塑性碰撞振动系统 动力学
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碰撞振动系统强共振下的两参数动力学分析 被引量:8
13
作者 丁旺才 谢建华 李万祥 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期658-664,共7页
建立了两自由度碰撞振动系统的动力学模型及其周期运动的Poincaré映射,当Jacobi矩阵存在一对共轭复特征值在单位圆上并满足强共振(λ40=1)条件时,通过中心流型-范式方法将四维映射转变为二维范式映射。理论分析了系统两参数开折的... 建立了两自由度碰撞振动系统的动力学模型及其周期运动的Poincaré映射,当Jacobi矩阵存在一对共轭复特征值在单位圆上并满足强共振(λ40=1)条件时,通过中心流型-范式方法将四维映射转变为二维范式映射。理论分析了系统两参数开折的局部动力学行为,扩展了单参数分岔理论,给出了n-1周期运动产生Hopf分岔和次谐分岔的条件。数值仿真验证了所得出的理论,证明系统在共振点附近存在稳定的Hopf分岔不变环面和次谐分岔4-4周期运动。 展开更多
关键词 碰撞振动 POINCARÉ映射 强共振 HOPF分岔 次谐分岔
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BP神经网络的LM算法及其对颗粒碰撞振动阻尼的预测 被引量:13
14
作者 李来强 王树林 赵兵涛 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2006年第4期331-333,共3页
介绍了一种BP神经网络的改进Levenberg Marquardt(LM)算法原理,用这种方法对颗粒碰撞振动系统的阻尼进行了训练和仿真,并将此改进算法与传统算法进行比较.结果表明,该算法稳定、快捷,预测准确,适合应用于对实时性要求比较高的场合,且预... 介绍了一种BP神经网络的改进Levenberg Marquardt(LM)算法原理,用这种方法对颗粒碰撞振动系统的阻尼进行了训练和仿真,并将此改进算法与传统算法进行比较.结果表明,该算法稳定、快捷,预测准确,适合应用于对实时性要求比较高的场合,且预测得到的模型与相关文献中的结果一致. 展开更多
关键词 神经网络 Levenberg—Marquardt算法 颗粒碰撞振动阻尼
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两自由度碰撞振动系统的Lyapunov指数谱分析 被引量:7
15
作者 魏艳辉 徐洁琼 黄龙生 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期60-63,共4页
针对一类两自由度碰撞振动系统,取碰撞前瞬时的定相位面为Poincar啨截面,引入局部映射,构造Poincar啨映射并给出其Jacobi矩阵。利用Gram-Schmidt正交化、范数归一化和迭代的方法,得出两自由度碰振系统Lya-punov指数谱的计算方法。利用... 针对一类两自由度碰撞振动系统,取碰撞前瞬时的定相位面为Poincar啨截面,引入局部映射,构造Poincar啨映射并给出其Jacobi矩阵。利用Gram-Schmidt正交化、范数归一化和迭代的方法,得出两自由度碰振系统Lya-punov指数谱的计算方法。利用数值模拟,讨论系统周期吸引子和混沌吸引子的Lyapunov指数谱的收敛序列,序列的收敛性很好.为了验证该计算方法的正确性和有效性,分析当系统参数在大范围内变化时,相应的最大Lyapunov指数的变化规律。 展开更多
关键词 碰撞振动 LYAPUNOV指数谱 POINCARÉ映射 局部映射
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一类碰撞振动系统的激变和拟周期-拟周期阵发性 被引量:15
16
作者 乐源 缪鹏程 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期1-7,20,共8页
研究了一类三自由度碰撞振动系统的激变和阵发性。六维庞加莱(Poincaré)映射能够表示成另外一个不对称映射的二次迭代,这表明系统具有对称性。该系统普遍存在发生Hopf分岔后得到的一对共轭拟周期运动。根据动力系统的极限集理论,... 研究了一类三自由度碰撞振动系统的激变和阵发性。六维庞加莱(Poincaré)映射能够表示成另外一个不对称映射的二次迭代,这表明系统具有对称性。该系统普遍存在发生Hopf分岔后得到的一对共轭拟周期运动。根据动力系统的极限集理论,讨论了极限集的对称性,得到系统发生激变的条件,并引入一个距离函数判定对称性恢复和激变临界点。当共轭混沌吸引子和不稳定对称不动点的最小距离等于0时,一对共轭混沌吸引子将会与不稳定的对称不动点在其吸引域边界发生碰撞,从而导致激变。通过数值模拟,揭示了激变之后的一种新的阵发性动力学现象:拟周期-拟周期阵发性。其分岔机制是:两个共轭拟周期吸引子→两个共轭拟周期吸引子倍化→两个共轭带状混沌吸引子→一个对称混沌吸引子→一个对称拟周期引子,通过对称极限集理论来区分对称吸引子和共轭吸引子,同时采用QR法计算Lyapunov指数并用来确定吸引子的类型。激变导致的拟周期-拟周期阵发性,对于多自由度碰撞振动系统的动力学研究及优化设计具有重要意义。 展开更多
关键词 碰撞振动系统 拟周期运动 激变 阵发性
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三自由度碰撞振动系统Poincaré映射叉式分岔的反控制 被引量:4
17
作者 伍新 徐慧东 +1 位作者 文桂林 魏克湘 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期24-29,共6页
考虑到碰撞振动系统的Poincaré映射的隐式特点,在不改变原碰撞系统平衡解结构的前提下,采用线性反馈控制方法研究了一类三自由度含间隙双面碰撞振动系统Poincaré映射的叉式分岔的反控制问题。首先,建立闭环控制系统的六维Poin... 考虑到碰撞振动系统的Poincaré映射的隐式特点,在不改变原碰撞系统平衡解结构的前提下,采用线性反馈控制方法研究了一类三自由度含间隙双面碰撞振动系统Poincaré映射的叉式分岔的反控制问题。首先,建立闭环控制系统的六维Poincaré映射,针对由特征值特性描述的传统叉式分岔临界准则在六维的高维映射中只能通过数值试算来确定控制增益的困难,利用不直接依赖于特征值计算的显式临界准则获得了系统出现叉式分岔的控制参数区域。然后应用中心流形-范式方法进一步分析叉式分岔解的稳定性。最终数值仿真验证了在任意指定的系统参数点通过控制能实现稳定的叉式分岔解。 展开更多
关键词 叉式分岔 分岔反控制 稳定性 碰撞振动系统
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含双侧约束碰撞振动系统的OGY混沌控制 被引量:12
18
作者 吕小红 朱喜锋 罗冠炜 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第4期531-534,共4页
以单自由度含双侧约束碰撞振动系统为研究对象,数值仿真了系统1-1-1周期运动经周期倍化分岔和Grazing分岔向混沌转迁的路径;给出了OGY控制方法的原理和步骤。利用混沌运动对参数微小扰动的敏感性和混沌轨道的遍历性质,选择嵌入混沌吸引... 以单自由度含双侧约束碰撞振动系统为研究对象,数值仿真了系统1-1-1周期运动经周期倍化分岔和Grazing分岔向混沌转迁的路径;给出了OGY控制方法的原理和步骤。利用混沌运动对参数微小扰动的敏感性和混沌轨道的遍历性质,选择嵌入混沌吸引子中的一个不稳定不动点作为控制目标,当系统状态访问目标不动点的微小邻域时,给系统参数施加微小扰动,把混沌控制到期望的目标轨道。仿真结果表明,在极短的时间内系统的混沌得到了抑制。 展开更多
关键词 碰撞振动 分岔 混沌 控制
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碰撞振动系统的状态预测反馈控制 被引量:4
19
作者 丁旺才 马永靖 王靖岳 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期589-593,共5页
针对碰撞振动系统发生分岔和混沌的实际情况,提出了基于状态变量预测的反馈控制策略。构造了状态变量预测反馈控制器,理论分析了控制系统的稳定性,通过选取适当的反馈增益矩阵,原混沌轨道中不稳定的周期轨道就可被控制到最终稳定的目标... 针对碰撞振动系统发生分岔和混沌的实际情况,提出了基于状态变量预测的反馈控制策略。构造了状态变量预测反馈控制器,理论分析了控制系统的稳定性,通过选取适当的反馈增益矩阵,原混沌轨道中不稳定的周期轨道就可被控制到最终稳定的目标周期轨道上。以一单自由度碰撞振动系统为例,将其化为Po incaré映射形式并进行数值模拟,结果验证了这一策略的有效性。 展开更多
关键词 碰撞振动 POINCARE映射 混沌控制 状态预测 反馈控制
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两自由度碰撞振动系统的混沌控制 被引量:5
20
作者 李群宏 魏艳辉 谭洁燕 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期205-210,共6页
研究一类两自由度的碰撞振动系统,采用阻尼系数反馈混沌控制方法,通过选取合适的控制增益参数,可将碰撞振动系统的混沌运动控制到周期一轨道和周期二轨道.数值模拟验证了该方法的有效性.
关键词 碰撞振动系统 混沌 周期运动 阻尼系数反馈控制
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