分段对称非线性刚度作用下的轧机辊系分岔与混沌行为分析

考虑轧机辊系间分段对称非线性刚度以及轧机受到的外部周期性激励的影响,建立了具有分段对称非线性刚度的轧机辊系振动模型。应用最小二乘法将分段对称非线性刚度项拟合成一条连续曲线,给出了振动系统的动力学方程,并运用多尺度法求解轧机振动系统的幅频方程,在此基础上运用奇异性理论得到余维为3的轧机振动系统分岔响应方程,讨论了3种不同开折参数情形下系统的稳态响应转迁集,研究了振动系统在非自治情形下的分岔特性及出现不同分岔形态的条件。通过数值仿真,研究了轧机振动系统的安全盆被侵蚀的过程与通向混沌过程的趋势及临界值,给出了轧机振动系统的安全盆分岔行为和混沌行为特征。研究结果为轧机振动系统中广泛存在的动力学行为分析与控制提供了一定的理论参考。

一种被动缓冲型腿机构及其缓冲特性分析

针对隔离着地冲击的需要,为步行机器人设计了一种由连杆、线性拉伸弹簧和线性阻尼器构成的被动缓冲型腿机构,根据该机构的几何关系导出其等效刚度,并且给出了机构个别参数对刚度的影响。利用数据拟合将该等效刚度分段表示为三次非线性刚度和线性刚度;然后利用数值方法得到了缓冲过程的位移响应和加速度响应;最后分别比较了具有分段非线性刚度、三次非线性刚度和线性刚度的腿机构缓冲系数。结果表明,在最优阻尼比的情况下,具有分段非线性刚度的腿机构能够获得最小的缓冲系数,从而为实现步行机器人的快速步行和控制提供了理论依据。