悬臂梁系统的脉冲控制

为解决悬臂梁碰撞系统的混沌控制问题,利用脉冲微分系统理论和数值模拟技术,对悬臂梁系统的混沌控制进行了研究.结果表明:当悬臂梁碰撞系统出现混沌现象时,若在满足一定条件的时间点上对该系统施加脉冲信号,系统的混沌状态将会得到有效控制.利用龙格-库塔方法对施加了脉冲信号的系统进行了数值模拟,模拟结果表明:在固定时间点处系统的混沌状态得到了有效控制,验证了脉冲控制方法的可行性与有效性.该方法对研究建筑物的动力学行为具有一定的参考价值.

碰撞悬臂梁系统的混沌控制

基于后步控制策略,提出了一种使用分段函数作为控制器的全新混沌控制方法,实现了碰撞悬臂梁系统的混沌控制问题.该方法可以保证将系统的输出在其定义域范围内控制到任意期望的轨道.数值模拟证明了该控制策略的有效性.

一类随机边界刚性约束悬臂梁系统周期运动的稳定性分析

本文研究了一类二阶可微随机约束下的碰撞悬臂梁系统周期解的稳定性。通过推导含参数的随机零时间不连续映射给出相应的跳跃矩阵,结合跳跃矩阵和光滑流映射的基解矩阵得到了随机线性化矩阵。基于随机线性化矩阵探讨了随机约束对系统稳定性的影响,进一步调查了周期解失稳之后的倍化分岔现象,数值仿真验证了理论的有效性。

“海洋石油931”悬臂梁系统整体滑移安装

"海洋石油931"在友联船厂对其悬臂梁系统(包括悬臂梁、钻台和钻井设备等)进行升级改造,由于改造后的悬臂梁系统在尺寸和吨位上都远远超出了船厂所能提供起重设备的能力,船厂平台改造项目组根据自有的硬件能力提出了悬臂梁系统整体滑移上船安装的方案。

悬臂梁-流体-悬臂梁耦联系统的湿模态相互作用

应用流体的势流理论及悬臂梁振动方程，本文分析了悬臂梁流体悬臂梁耦联系统的自由振动问题。分析表明，悬臂梁除与流体发生相互作用外，两悬臂梁湿模态通过流体的耦合也发生相互作用，后者的作用使流固耦联系统的湿模态呈现新的振动特性，同一阶两个子结构（梁１，２）各自的干模态分别对应耦联系统同一阶的两个湿模态，一个以较低的湿频率出现，两梁呈反相位振型，另一个以较高的湿频率出现，两梁呈同相位振型。

悬臂梁压电系统性能分析与应用研究（英文）

基于压电效应,设计了一种包含悬臂梁、压电片、磁铁和驱动马达的新型压电系统,通过对其发电性能的优化分析,将该系统应用于自行车警示灯装置中,并作为自主供电系统。首先利用ANSYS对压电悬臂梁进行结构应力和动力学分析,探讨尺寸变化对发电性能的影响,进一步利用圆盘的转动和磁力的作用使压电悬臂梁弯曲变形并增加其振幅,研究了磁铁不同间距、马达转速对输出电压的影响,并进行了电路分析实验。结果表明:将该压电系统装配在自行车上,车轮转速240 r/min,磁铁间距为15 mm时,可输出4.42 V电压,LED灯能保持稳定点亮状态,作为自行车夜间警示灯使用具有较好的效果。

一类悬臂梁双侧碰撞系统的全局动力学研究

考虑悬臂梁双侧碰撞系统,研究其在简谐激励力作用下的全局动力学特性。由于该系统在振动过程中存在屈曲和非光滑间隙2项非线性因素,从而导致其产生丰富的动力学现象。采用数值方法求解其运动微分方程,得到系统在不同参数条件下的相轨线、庞加莱截面图、最大李雅普诺夫指数和分岔图。借助简单胞映射方法,研究了当参数改变时吸引子和吸引域的稳定性及演变规律。最后,通过对分岔图、时间历程图等的研究,发现此系统在一定的参数条件下具有逆倍周期分岔、跳跃、激变、阵发性等复杂的动力学行为。

自升式平台插销式悬臂梁推进系统研究

本文系统阐述了国内外悬臂梁推进系统的使用现状及发展趋势,介绍了两种常见的悬臂梁推进方案,结合这两种悬臂梁推进方案的优缺点,进行改进设计,研究出新型插销式悬臂梁推进系统,通过有限元分析了该结构的受力情况,得出了优化设计方案。

基于磁化电流法的双稳压电悬臂梁磁力精确分析

双稳压电悬臂梁结构常常用于振动能量采集系统,其中的非线性磁力与系统势函数和动力学方程的建立紧密相关,非线性磁力的正确分析和精确计算对系统振动响应和能量采集效果的准确预测至关重要.本文采用形状函数分析方法,通过悬臂梁弯曲斜率的整体积分计算,得到了悬臂梁末端的运动轨迹及其末端磁铁精确的位置与姿态,并由此根据磁化电流理论建立了双稳压电悬臂梁能量采集系统的磁力计算模型,给出了末端磁铁受到的水平轴向磁力和竖直纵向磁力及其合磁力的变化规律.数值模拟发现,随着末端磁铁竖直纵向位移逐渐增大,磁铁受到的水平轴向磁力和竖直纵向磁力都会依次由排斥力转变为吸引力,从而导致磁力合力的方向会随磁铁位移发生跨越两个象限的大幅度变化.实验验证表明,磁力计算结果与实验测量结果符合良好,其精确度优于现有文献方法的精度,因此本文的方法可以准确预测双稳压电悬臂梁振动过程的磁力变化规律.

自升式钻井平台悬臂梁锁紧装置研究探讨

在某型悬臂梁平台上,其悬臂梁锁紧装置无法将悬臂梁精确锁定于任意位置,无法满足现场生产需要,该研究基于改变这一现状。此文通过对该型悬臂梁锁紧装置的结构和控制系统的原理进行详细分析,发现该系统在设计上还存在着部分隐患。通过针对性研究,作者提出了该系统的优化设计方案和推荐改进建议,并就此进行了分析。结果表明,改进后的锁紧装置,实现了悬臂梁可以精确锁定于任意位置,并解决了该装置不能双向锁定而造成悬臂梁异常移动的重大隐患。

柔性多体系统动力学典型数值积分方法的比较研究

为合理选用积分方法,对柔性多体系统动力学中8种典型的数值积分方法的性能进行了比较研究。以中心刚体-柔性悬臂梁系统为研究对象,运用第二类拉格朗日方程建立系统高次耦合动力学模型。采用8种典型的数值积分方法对方程进行求解,比较了计算效率、数值精度等。结果表明:显式方法较隐式方法更依赖于时间步长的选取;在同等时间步长下,隐式方法的计算效率低于显式方法,隐式方法可以通过放大时间步长提高计算效率;自启动自动变步长且自动变阶的吉尔(Gear)法计算效率高且其更合适于计算广义质量阵为常元素阵的动力学方程;希尔伯特-修斯-泰勒(HHT)法、广义-α法可以通过放大时间步长提高计算效率,但计算精度降低。

可调永磁双稳态非线性能量阱及应用研究

为了实现对主系统的宽频振动抑制,研发了一种可调的双稳态非线性能量阱(BNES)。介绍了BNES的结构和工作原理;其次分析了BNES的刚度构成以及其非线性动力学特性,并建立了悬臂梁-BNES系统动力学微分方程;采用数值方法探究了不同磁铁间距时的BNES对悬臂梁瞬态时域振动抑制效果和稳态频域的宽频抑振能力;对两组不同的悬臂梁系统进行了实验,验证了不同磁铁间距时的双稳态非线性能量阱的宽频振动抑制能力。研究结果表明,该BNES对悬臂梁的瞬态时域响应和稳态频域响应都有很好的振动抑制能力。