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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
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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 线性振动
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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
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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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乙醇溶液中气泡的非线性振动和空化效应研究
3
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 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
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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 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
5
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 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:2
6
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 线性振动 混沌 超声液体处理
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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:1
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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 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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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 线性振动 半解析有限元方法
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含裂纹缺陷的预扭壳结构非线性振动特性研究
9
作者 仲赛凤 靳国永 +1 位作者 何涛 叶天贵 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期937-944,共8页
基于扩展等几何方法和一阶壳体剪切变形理论建立了含裂纹缺陷的功能梯度预扭壳结构的非线性振动控制方程。控制方程中考虑了预扭壳结构的预扭角度及几何非线性,应用扩展等几何方法,采用反映位移变化的富集函数来描述裂纹的位置及长度,... 基于扩展等几何方法和一阶壳体剪切变形理论建立了含裂纹缺陷的功能梯度预扭壳结构的非线性振动控制方程。控制方程中考虑了预扭壳结构的预扭角度及几何非线性,应用扩展等几何方法,采用反映位移变化的富集函数来描述裂纹的位置及长度,一方面可以提高计算精度,另一方面可以避免在裂纹处的网格加密,提高计算效率。采用了直接迭代法求解非线性振动控制方程。通过与现有文献结果对比,证明了本文方法的正确性和稳定性。在此基础上,探究裂纹对功能梯度预扭壳结构非线性振动频率的影响,研究了预扭角度、裂纹位置及长度和材料的功能梯度指数等参数对预扭壳非线性振动特性的影响规律。 展开更多
关键词 线性振动 功能梯度材料 裂纹预扭壳结构 扩展等几何方法 一阶壳体剪切变形理论
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人车路耦合系统的非线性振动特性及试验研究 被引量:1
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作者 韩彦伟 申明亮 +1 位作者 高梦圆 张子建 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期60-70,共11页
为了解决车辆行驶中产生的复杂非线性振动响应问题,建立三自由度人车路耦合非线性动力学模型。基于扭转几何变形非线性特征,利用拉格朗日方程推导出三自由度人车路耦合非线性振动方程,该方程中的正弦和余弦函数项来源于几何非线性扭转... 为了解决车辆行驶中产生的复杂非线性振动响应问题,建立三自由度人车路耦合非线性动力学模型。基于扭转几何变形非线性特征,利用拉格朗日方程推导出三自由度人车路耦合非线性振动方程,该方程中的正弦和余弦函数项来源于几何非线性扭转变形。针对自由振动,给出非线性恢复力曲面、势能曲面及固有频率解析表达式。针对强迫振动,运用数值仿真方法分析车辆质量、转动惯量、乘客质量、座椅刚度/阻尼、悬架刚度/阻尼、阻尼、质心位置、路面波长及波幅等系统参数对振幅速度响应曲线的影响。搭建人车路耦合振动系统的实验平台,通过振动实验结果验证理论分析与数值结果的可靠性。研究结果表明:该三自由度非线性动力学耦合系统可精确描述人车路耦合系统的响应特性,合理选择系统参数能够有效减小振动响应幅值和提升乘坐舒适性。 展开更多
关键词 线性振动 人车路耦合系统 自由振动 强迫振动 幅速响应
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飞行器非线性振动试验与模型修正研究进展
11
作者 王兴 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期669-699,共31页
面向质量更轻、承载能力更强,柔性变形更大的先进飞行器,首先对其地面振动试验及使役过程中观察到的非线性振动现象进行梳理,归纳出两类典型的非线性结构模型−局部非线性结构和分布式非线性结构,对其基本概念进行了阐述.随后,从频响函... 面向质量更轻、承载能力更强,柔性变形更大的先进飞行器,首先对其地面振动试验及使役过程中观察到的非线性振动现象进行梳理,归纳出两类典型的非线性结构模型−局部非线性结构和分布式非线性结构,对其基本概念进行了阐述.随后,从频响函数试验、纯模态试验、自由衰减试验等技术路径总结了非线性振动试验方法的研究进展.最后,根据两类非线性结构动力学方程的特点分别归纳了与之相适应的有限元模型修正流程及关键辨识方法,展望了发展趋势并给出研究建议.有望为未来飞行器非线性振动试验与精准建模提供有益参考. 展开更多
关键词 飞行器结构 线性振动 振动试验 模型修正
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一类弱非线性振动问题的插值摄动解法 被引量:8
12
作者 袁镒吾 刘又文 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期115-119,共5页
用插值摄动法[1]求解一类有阻尼的弱非线性振动问题。算例表明,当小参数很小时,本文结果和多尺度法的一级近似结果十分接近。当小参数不是很小时(即接近于强非线性振动时),本文结果,仍然相当准确,并优于多尺度法的一级近似结果。
关键词 弱非线性振动 插值 奇异摄动法 线性振动
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双质体线性振动系统的动力学研究 被引量:4
13
作者 侯书军 《河北科技大学学报》 CAS 2003年第2期1-4,共4页
振动破碎机是一种可以达到粗磨效果的超细破碎机,它可以使整个粉磨流程的能耗大幅降低。但是,它是一个复杂的多自由度刚体散体强耦合振动系统,需要进行深入的研究。本文将其简化为双质体线性振动系统,对其动力学特性进行了初步分析,不... 振动破碎机是一种可以达到粗磨效果的超细破碎机,它可以使整个粉磨流程的能耗大幅降低。但是,它是一个复杂的多自由度刚体散体强耦合振动系统,需要进行深入的研究。本文将其简化为双质体线性振动系统,对其动力学特性进行了初步分析,不仅为设计振动破碎机样机、进行实验研究提供了依据,也为其非线性动力学的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 振动破碎机 双质体线性振动系统 幅频特性 线性振动 线性动力学
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线性和非线性振动系统的识别 被引量:3
14
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 线性振动
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齿轮系统非线性振动研究进展 被引量:84
15
作者 王建军 李其汉 李润方 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期37-51,共15页
围绕圆柱齿轮系统的参数振动和间隙非线性振动问题,较为详细地评述了20年来国际上的研究进展情况.文中首先说明了齿轮系统啮合过程非线性振动的基本概念,包括基本的力学模型、数学模型、不同类型的分析系统和求解方法;然后分别评述了时... 围绕圆柱齿轮系统的参数振动和间隙非线性振动问题,较为详细地评述了20年来国际上的研究进展情况.文中首先说明了齿轮系统啮合过程非线性振动的基本概念,包括基本的力学模型、数学模型、不同类型的分析系统和求解方法;然后分别评述了时变轮齿啮合刚度参数振动问题和齿侧间隙非线性振动问题的研究进展.此后讨论了同时包含齿侧间隙和时变啮合刚度时齿轮非线性振动问题方面的研究.最后,建议了齿轮系统非线性振动方面今后的研究重点. 展开更多
关键词 齿轮系统 啮合过程 时变啮合刚度 轮齿 参数振动 齿侧间隙 线性振动 求解方法 评述
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多间隙弯扭耦合齿轮非线性振动的分岔特性研究 被引量:22
16
作者 盛冬平 朱如鹏 +1 位作者 陆凤霞 靳广虎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第19期116-122,共7页
采用集中质量法,建立了齿轮-转子-轴承系统的四自由度的弯扭耦合的非线性振动模型,模型考虑了齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙、支承间隙以及综合传递误差等非线性因素;推导出系统的量纲一振动微分方程,采用数值积分方法研究多间隙弯... 采用集中质量法,建立了齿轮-转子-轴承系统的四自由度的弯扭耦合的非线性振动模型,模型考虑了齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙、支承间隙以及综合传递误差等非线性因素;推导出系统的量纲一振动微分方程,采用数值积分方法研究多间隙弯扭耦合齿轮传动的运动随转速、齿侧间隙、支承间隙以及阻尼等参数的分岔特性,同时结合Poincaré截面图,全面系统的分析了转速、啮合阻尼、齿侧间隙以及支承间隙等参数对系统分岔特性的影响。结果发现,在一定的齿侧间隙和啮合阻尼下,随着转速的逐渐增加,系统进入混沌的途径包括激变和拟周期分岔,且随着阻尼系数的增加,系统的分岔和混沌运动被抑制,表现为其混沌区域宽度逐渐降低;在一定的转速和啮合阻尼下,而随着齿侧间隙的逐渐增加,系统会从通过激变进入混沌的途径转变成由倍周期分岔途径进入到混沌,且系统在不同的啮合阻尼下最终锁相为混沌、周期四、周期二和周期一运动;在满足一定的转速和啮合阻尼条件下,随着齿侧间隙的增加,系统可通过倍周期分岔进入并锁定为Naimark-sacker分岔。在满足一定的转速、啮合阻尼和齿侧间隙的条件下,随着支承间隙的增加,系统运动进入狭窄的周期五窗口后锁相为周期一运动,且从系统的控制方程和数值解可以发现支承间隙对系统的运动的影响较弱。 展开更多
关键词 弯扭耦合 线性振动 分岔 多间隙
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碰摩转子轴承系统非线性振动特征的实验研究 被引量:20
17
作者 刘长利 姚红良 +1 位作者 张晓伟 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期970-973,共4页
建立了转子碰摩故障的实验装置,通过实验研究了转子系统碰摩故障的非线性振动特征,发现对油膜力影响较小的系统,转定子碰摩使系统产生了半频及高频分量,而对于滑动轴承支撑的系统,较小的碰摩间隙使得系统在油膜涡动之前产生碰摩,系统产... 建立了转子碰摩故障的实验装置,通过实验研究了转子系统碰摩故障的非线性振动特征,发现对油膜力影响较小的系统,转定子碰摩使系统产生了半频及高频分量,而对于滑动轴承支撑的系统,较小的碰摩间隙使得系统在油膜涡动之前产生碰摩,系统产生了丰富的高频分量;当碰摩间隙较大时,碰摩在油膜涡动之后发生,此时碰摩对系统的影响很小,轴承油膜力对系统的影响最大· 展开更多
关键词 转子系统 线性振动 滑动轴承 油膜涡动 碰摩故障 故障诊断
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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
18
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 线性振动 频率比 激振力幅值 混沌运动
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弧齿锥齿轮传动系统的非线性振动特性研究 被引量:18
19
作者 王立华 黄亚宇 +1 位作者 李润方 林腾蛟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期260-264,共5页
基于集中参数法建立了弧齿锥齿轮的多自由度弯-扭-轴-摆耦合振动三维空间十二自由度动力学模型。模型中考虑了传动轴和轴承的弹性变形以及齿轮的啮合刚度激励、误差激励和啮合冲击激励。在忽略扭摆振动的基础上,系统等效处理为八自由度... 基于集中参数法建立了弧齿锥齿轮的多自由度弯-扭-轴-摆耦合振动三维空间十二自由度动力学模型。模型中考虑了传动轴和轴承的弹性变形以及齿轮的啮合刚度激励、误差激励和啮合冲击激励。在忽略扭摆振动的基础上,系统等效处理为八自由度模型,通过引入状态变量并用五阶变步长自适应Runge-Kutta数值积分方法直接求解该多自由度模型,得到系统的动态响应。随激励频率ωh的改变,系统将出现单周期简谐、多周期次谐、拟周期和混沌响应,且发现各周期响应的过渡是通过拟周期的分叉实现的。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 集中参数 动态响应 线性振动
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齿轮非线性振动研究综述 被引量:17
20
作者 杨宏斌 邓效忠 +1 位作者 高建平 方宗德 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期807-809,共3页
评述齿轮非线性振动的研究理论、热点、难点及研究方法,提出研究曲齿锥齿轮及准双曲面齿轮非线性振动的模型建立方法及研究方向,提出使用灰色控制理论解决齿轮抗振问题的思想。
关键词 线性振动 齿轮 灰色控制
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