• 2016年第14卷第3期文章目次
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    • 长短波相互作用方程组的无穷序列新解

      2016, 14(3):193-196. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-076

      摘要 (604) HTML (0) PDF 254.55 K (904) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文对长短波相互作用方程组作行波变换后转化成第一种椭圆方程,利用第一种椭圆方程的解和Bcklund变换,构造了长短波相互作用方程组的无穷序列新解.这里包括了椭圆函数解、双曲函数解、指数函数解和有理函数解.

    • 用谐波-能量平衡法求解单摆方程

      2016, 14(3):197-204. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-047

      摘要 (718) HTML (0) PDF 2.09 M (1662) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用谐波-能量平衡法求解了强非线性单摆方程,谐波-能量平衡法与经典的摄动法和谐波平衡法不同,不是把微分方程和初始条件分离处理;而是把微分方程和初始条件同时处理.用谐波平衡,将描述动力系统的二阶常微分方程,化为以角频率、振幅为变量的非线性代数方程组,考虑能量平衡,构成角频率、振幅为变量的封闭方程组求得解析解.谐波能量平衡法将谐波平衡与能量平衡相结合,克服了二者的缺点吸取了二者的优点.实例表明,谐波-能量平衡法方法简单,取较少谐波就可以达到较高的精度.

    • 微型Mindlin板非线性动力学模型的建立

      2016, 14(3):205-210. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-078

      摘要 (855) HTML (0) PDF 445.72 K (755) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着MEMS技术工艺的发展,微型结构在工程领域的应用越来越广泛.对于微型结构,经典连续介质力学理论的本构关系中不包含任何特征长度尺度,不能反映结构在微米尺度下的尺寸效应.本文基于Von Karman大变形理论和一阶剪切变形理论,把考虑尺寸效应的应变梯度理论推广至微型Mindlin板的非线性问题.分别计算微结构的应变能,包括宏观变形应变能和微观变形应变能两部分,结合微型Mindlin板结构的动能及外力功,代入Hamilton原理,得到了微型Mindlin板在大变形情况下的非线性动力学方程及边界条件.

    • 周期载荷下电活性聚合物圆柱壳的动力响应

      2016, 14(3):211-216. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-063

      摘要 (576) HTML (0) PDF 2.06 M (995) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平均载荷值小于临界载荷及外加电压小于临界电压时,圆柱壳的运动随时间的演化是拟周期性的非线性振动.反之, 圆柱壳将被破坏.讨论了外加电场和载荷参数对临界值和圆柱壳运动特性的影响.

    • 基于时频域交替法的迟滞非线性振动系统的稳态响应分析

      2016, 14(3):217-222. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-043

      摘要 (510) HTML (0) PDF 1.56 M (977) 评论 (0) 收藏

      摘要:连接界面的黏滑、摩擦行为不仅是引起结构刚度和阻尼非线性的主要原因,而且是结构无源阻尼的主要来源.Iwan模型能够较好地复现连接界面的黏滑、摩擦行为.本文采用时频域交替法(Alternating Frequency/Time Domain Method,AFT)研究含Iwan非线性模型的单自由度振子系统的稳态响应.时频域交替法具有频域法求解线性系统响应的高效性和时域法判断非线性力的便捷性特点,采用离散傅里叶变换和傅里叶逆变换,在频域和时域内分别求解系统响应和对应的非线性恢复力,再反复迭代计算系统的稳态响应.将时频域交替法计算结果和中心差分法计算的结果进行对比,并研究激励幅值对系统非线性特征的影响.结果表明,时频域交替法计算的结果与中心差分计算的结果具有较好的一致性,且求解效率较高,计算耗时减少50%;随着激励幅值的增加,系统的能量耗散增加,刚度降低,固有频率降低.

    • 转子-轴承系统中滚动球轴承的非线性动力学相似特性研究

      2016, 14(3):223-228. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-050

      摘要 (608) HTML (0) PDF 2.08 M (849) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对转子-轴承系统中滚动球轴承的动力学相似问题,提出一种考虑非线性振动特性的轴承系统相似模型建立方法.首先,建立滚动球轴承整体的非线性振动微分方程,运用积分模拟法推导了轴承整体的非线性振动特性相似关系,并结合滚动球轴承的动力学相似关系得到滚动球轴承系统的相似设计准则;其次,应用所得的相似准则,以深沟球轴承C204JUT为原型、6208为模型进行数值仿真实例计算,通过采用Newmark-β算法计算得到的分叉图分析了转速ω、径向载荷Fr、阻尼C及径向游隙γ大小对原型和模型轴承系统振动位移或速度响应的影响;最后,通过对比原型和模型的各参数(ω、Fr、C、γ)分叉图中分叉区间、趋于稳定运动参数值大小以及进入稳定周期运动时的稳态响应值大小验证相似准则的准确性和有效性.通过分析得到以下结论:①滚动球轴承非线性振动特性参数(如振动响应、结构阻尼等)相似关系可由轴承结构参数相似关系确定;②原型与模型非线性运动的分叉图形状一致,且模型能够很好的预测原型稳态振动响应,因此可将模型轴承用来预测原型轴承的非线性振动行为.

    • 船用透平末级长叶片振动性能研究

      2016, 14(3):229-234. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-037

      摘要 (497) HTML (0) PDF 3.06 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某船用新型末级长叶片,为了获得共振转速和对应动频率,对叶片转子试验组件在高速动平衡试验台上进行动频试验,叶片振动信号经感应元件拾取后由遥测发射机和接收机传输至信号分析系统,获得多个通道下的叶片振动信息.试验数据表明,末级叶片靠近额度工作转速附近的“三重点”共振转速为一阶模态家族节径数k=7和k=8的共振转速均能避开运行工况,对应的动频率与数值分析结果对比可知:节径数k=7、k=8时的动频值相差不超过5%;数值计算和试验分析均证明叶片在工作转速内是安全可靠的.

    • 三种升速条件下的鱼雷涡轮机转子系统动力学特性

      2016, 14(3):235-240. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-051

      摘要 (553) HTML (0) PDF 1.69 M (655) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究鱼雷涡轮机转子系统的瞬态动力学特性,结合实际启动工况,采用传递矩阵法建立了转子系统的瞬态运动方程,并用Newmarkβ数值积分方法进行求解,模拟分析了不同启动过程中转子的瞬态响应历程.结果显示:考虑不同函数形式的(线性、指数、分段)升速过程时,涡轮转子系统各阶临界转速没有显著差异,但共振峰值以及震荡收敛时间差别较大.其中,最符合实际工况的是分段函数形式的升速过程,该过程过二阶临界转速的共振峰值最小.本文的工作可以为鱼雷涡轮转子系统的优化设计提供参考.

    • 飞翼式柔性飞机纵向动力学建模与稳定性分析

      2016, 14(3):241-246. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-054

      摘要 (645) HTML (0) PDF 1.27 M (1299) 评论 (0) 收藏

      摘要:柔性飞行器在飞行过程中容易发生大变形,这种变形将导致机翼甚至整个飞行器的气动弹性和飞行动力学特性发生变化,特别是对稳定性的影响.本文采用三段式刚体假设,以变上反角的方式来描述机翼的展向弯曲变形,对一类飞翼式柔性飞行器进行了纵向动力学建模,并进一步分析了操纵面、推力和迎角与上反角的关系,以及变上反角对飞行稳定性的影响.结果表明,在保持速度和高度不变的情况下,稳定性受上反角的影响比较明显,如果变形过大,飞行器将变为动不稳定,且短周期模态不能保持.因此,为了保持飞机的纵向稳定性,必须要控制飞机的变形.

    • 基于ADAMS/MATLAB联合仿真的LuGre动态轮胎模型研究

      2016, 14(3):247-252. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-052

      摘要 (1170) HTML (0) PDF 2.18 M (2509) 评论 (0) 收藏

      摘要:轮胎作为车辆与路面接触的唯一载体,其力学特性是车辆动力学响应分析和控制的重要基础.目前仿真研究中所使用的轮胎模型多为稳态模型,不能精确地描述轮胎的动态特性.因此,将动态轮胎模型应用于车辆动力学仿真软件中,对于整车动力学仿真和研究具有重要的作用.多体动力学软件Adams中自带的轮胎摩擦模型为静态模型,它将摩擦系数视为一个静态值,而实际轮胎与路面之间的摩擦是动态变化的,应为相对速度和位移的动态函数,所以本文以基于LuGre动态轮胎模型,应用Matlab/Simulink软件构建动态轮胎模块,通过接口与Adams/Car连接,进行整车模型与Simulink轮胎模型的同步联合仿真,实现轮胎与路面动态接触的历程的模拟,提高车辆系统仿真的精度.〖HJ1〗〖HJ〗

    • 一类新型计算机病毒最优控制模型

      2016, 14(3):253-257. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-036

      摘要 (601) HTML (0) PDF 791.68 K (863) 评论 (0) 收藏

      摘要:计算机病毒的存在,使得很多计算机无法正常运行,并造成巨大的损失.针对这种情况,提出一类新型计算机病毒的最优控制.控制首先对原有的计算机病毒模型进行改进,加入控制项,提出最优控制问题,并证明最优控制的存在性,然后利用庞德里亚金的极小值原理进行理论分析,最后进行数值模拟.数值模拟结果表明,在没有控制的条件下,原模型得出基本再生数大于1, 说明存在地方病平衡点,并且最终会导致病毒爆发,而数值模拟揭示,运用有效的控制策略能够更好地抑制计算机病毒的传播.

    • 基于ARMANExT和稳定图方法的飞行器工作模态指示研究

      2016, 14(3):258-262. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-048

      摘要 (661) HTML (0) PDF 1.05 M (749) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了基于飞行遥测数据,使用环境激励模态辨识方法辨识系统的模态参数时,挑选真实模态的方法.首先,详细介绍了ARMANExT环境激励模态辨识方法的理论.接着,给出了模态指示因素,并详细分析了基于稳定图方法、频域和时频分析方法的真实模态筛选的方法.最后通过算例研究了飞行模态筛选的过程.研究发现,通过该方法得出结果与频域和时频分析结果基本一致.

    • 基于Karnopp摩擦的柔性滑移铰的建模与仿真

      2016, 14(3):263-268. DOI: 10.6052/1672-6553-2016-004

      摘要 (692) HTML (0) PDF 1.99 M (1180) 评论 (0) 收藏

      摘要:对含Karnopp摩擦的柔性滑移铰系统进行动力学建模和仿真.将滑移铰中的滑块视为柔性体,滑道视为刚性接触面,考虑滑道与滑块之间的间隙.由于柔性滑块与滑道的接触状态和摩擦情况比较复杂,采用有限元方法建立了柔性滑块的力学模型,基于罚函数方法建立含Karnopp摩擦柔性滑移铰接触力模型,通过试算迭代法判断柔性滑块各节点的接触状态,基于KED方法和Newmark方法给出了含该滑移铰机械系统动力学方程的数值算法.最后,以含Karnopp摩擦的柔性滑移铰和驱动摆杆构成的机械系统为例进行动力学仿真,分析了其动力学特性,验证了本文给出的方法的有效性.

    • 三个电耦合神经元系统同步分析和模拟

      2016, 14(3):269-275. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-059

      摘要 (638) HTML (0) PDF 1.51 M (837) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了三个线形和环形耦合HR神经元网络模型的同步行为.通过构造合适的Lyapunov函数和LMI方法, 获得线性化偏差系统零解的全局渐近稳定性和全局指数稳定性,给出实现同步的相关判据.进一步地,环形耦合网络比线形耦合网络更容易同步.数值结果显示了我们结果的有效性.

    • 一类随机Harrison型捕食与被捕食系统的稳定性分析

      2016, 14(3):276-282. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-022

      摘要 (669) HTML (0) PDF 2.72 M (1085) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了一种具有Harrison功能反应函数的随机捕食与被捕食系统模型,该模型中捕食者的死亡率和被捕食者的增长率受到独立同分布的两对称三值噪声的影响.文中运用线性化理论和ShapiroLoginov方程给出了系统扰动的一阶矩和二阶矩方程,并用RouthHurwitz稳定性判据给出了系统稳定的条件.研究表明噪声强度σ和噪声自相关时间τ均对系统的稳定性有影响.当噪声强度充分大或噪声自相关时间足够小都能使系统失稳.最后通过数值方法,验证了分析结果的准确性.

    • 基于改进型Duffing振子的微弱信号检测研究

      2016, 14(3):283-288. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-055

      摘要 (870) HTML (0) PDF 3.66 M (999) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的微弱信号检测在检测信噪比很低的信号时效果不理想,针对在强噪声背景下微弱信号的检测问题,提出了一种由单Duffing振子建立混沌系统的非线性恢复力项用-x5+x7来代替的改进方法,与传统Duffing振子检测系统相比具有更强的鲁棒性.阐述了基于相平面变化进行微弱信号检测的工作原理.对时间尺度进行变换,实现了对任意未知微弱周期信号的检测,通过对噪声背景中的微弱周期信号检测进行仿真实验,最后通过真实的故障轴承信号检测验证,都获得较好的效果,为工程实际应用提供了一种可鉴的方法.

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