结构动力计算中确定体系振动自由度的方法

针对用换铰法确定体系振动自由度时所遇到的问题,提出了换铰时对弹簧支座、抗弯刚度为∞的杆件以及定向支座的处理方法．应用此方法,具有任何支座和杆件的结构都可以用换铰法正确地确定其振动自由度数目．

确定结构体系振动自由度的实用方法

通过对几种特殊结构进行适当处理,得到了相应的铰接链杆体系,从而可运用换铰法确定结构体系的振动自由度,扩大了换铰法的适用范围。

工质气体振动自由度对热机效率的影响

国内典型的工科大学物理教材和工程热力学教材在计算内燃机循环效率时,都假设工质气体分子是刚性的而忽略其振动自由度对比热容的贡献。本文修正了这个假设,使用理想气体严格的比热容温度关系考虑了振动自由度的贡献,对萨巴德循环、狄塞尔循环和奥托循环这三种常见的内燃机循环,进行了数值模拟。与前述教科书的简化结果比,我们计算得到的循环效率,在常见参数下,下降了6~12个百分点,而且循环中工质组分、燃烧做功过程的温度等重要因素对循环效率的影响被呈现。这样的修正幅度说明大学物理和工程热力学教材中忽略振动自由度对比热容的贡献是合适的。同时,我们认为,在进行半定量热机效率的理论计算时,工质气体振动自由度的影响是一个值得考虑的因素。

基于直驱并联机构的六自由度振动校准系统研究

直驱并联机构六自由度振动校准系统可以实现高精度和多自由度的运动模拟和校准,具有良好的应用前景。为了解决平台驱动关节滑块位置跟踪精度低的问题,对该机构进行动力学力矩前馈补偿分析。利用虚功原理建立该机构动力学模型,提出一种基本伺服算法与动力学前馈补偿相结合的控制策略。在实验样机上进行力矩前馈补偿,实验结果表明,在开放伺服程序增加力矩前馈补偿后,可以降低该机构在运动时的跟随误差,进行不同幅值单自由度正弦运动时,跟随误差分别下降40.32%、39.04%、43.24%、48.19%。并对振动台进行了性能检测,在平台基础上,搭建激光测量系统和数据采集模块,进行传感器校准和性能分析,平台横向振动比较小,谐波失真度均小于2%,平台具有较好的稳定性和性能。

基于六自由度振动台的车辆构架运动姿态测量

轨道几何动态检测是保障列车安全运营的重要手段,而车辆构架运动姿态测量结果的准确性直接影响到轨道几何动态检测的可靠性。为提高车辆构架运动姿态检测的准确性,提出了一种基于六自由度振动台的构架运动姿态测量方法。在模拟构架上施加不同的激励信号,利用安装测点布置位置上的4个三轴加速度计采集加速度信号,通过快速傅里叶变换的频域积分方法和基于位移数据的姿态计算算法,将加速度信号转化为模拟构架几何中心的位移及转角,并以六自由度振动台的输入信号作为标准,开展构架姿态测量方法的验证试验,结果表明构架姿态测量算法的横向位移、垂向位移、侧滚、摇头中误差分别小于0.04 mm,0.03 mm,0.05°,0.03°。

两自由度电液振动台随机波形复现控制

在电液振动台传统的波形复现控制算法中,系统频响函数固定不变,而实际振动台控制系统频率特性具有时变性,极大影响波形复现的精度。基于两自由度电液振动台,提出了PSB拟牛顿优化算法对系统广义阻抗矩阵更新,同时基于自适应变步长对伺服控制系统驱动信号实时在线修正,减小了迭代响应信号与参考信号的误差。分别基于DFP定步长优化算法和PSB自适应变步长优化算法设计两自由度随机波形复现控制器。仿真分析及实验研究结果表明,与DFP定步长算法相比,PSB自适应变步长算法具有更快的收敛速度,能够高精度的复现加速度随机波形。

模拟3自由度振动条件下水果运输振动加速度传递率及损伤研究

为探寻水果卡车运输的振动及损伤 ,通过模拟 3自由度振动试验 ,研究了梨塑料箱盛装时包装箱在各方向振动的加速度传递率 ,分析了振动频率对梨损伤的影响 ,探讨了梨在一定频率下振动至失去商品性时的振动次数与振动积累加速度的关系。试验结果表明 ,在一定振动频率范围内 ,越是上层塑料箱 ,其在各方向振动的加速度传递率越大 ,顶层塑料箱在左右、前后方向振动的加速度传递率远大于上下方向的 ;在相同加速度条件下 ,振动频率越小梨越容易产生损伤 ;在确定的振动频率下 ,梨振动至失去商品性时的振动次数 N ,与振动积累加速度g0 存在一定的对应关系。

具有单侧刚性约束的两自由度振动系统在强共振条件下的拟周期运动与混沌

采用理论分析和数值仿真相结合的方法 ,研究了一类两自由度碰撞振动系统在一种强共振条件下的Hopf分叉问题 .分析并证实了碰撞振动系统在此共振条件下可由稳定的周期 1 1振动分叉为不稳定的周期 3 3振动 。

两自由度塑性碰撞振动系统的周期运动与稳定性

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分析了系统周期 n - 1振动的存在与稳定性 .描述了系统周期 n - 1振动的特点 .

基于动力吸振器的空间桁架多自由度振动抑制

为实现对大型空间柔性桁架结构的振动控制,提出了一种基于动力吸振器的桁架多自由度自适应振动控制方法.首先阐述了采用多个动力吸振器实现桁架多自由度振动抑制的SISO(Single Input Single Output)控制策略,然后仿真验证了单吸振器系统对多频扰动的自适应抑制能力.其中控制算法为多频ADC算法,该算法无需知道结构的精确模型,即能通过自适应控制律实现对多频振动的抑制.仿真结果显示,相对被动吸振器,各频率分量抑制效果分别提高了62.38 dB和42.51 dB.最后实验验证了多动力吸振器对三棱柱桁架多自由度振动的抑制效果,实验结果显示,动力吸振器对单频振动的各自由度抑制效果分别为95.13%,93.59%和95.01%,对多频振动的各自由度抑制效果分别为94.26%,91.55%和93.42%.

多自由度振动系统的一类凸集响应

对激励用凸集合建模的线性时不变振动系统定义了响应集的概念，将多自由度振动系统的凸集响应问题转化成寻求响应集的问题，从而降低了求解的难度．并提出了求解一类凸集载荷的响应集的支撑超平面法．对有限时刻的响应集，导出了求任意方向边界点的解析解，而对无限时刻的响应集，建议了一种求任意精度的凸多胞形近似的方法．最后给出了一个实例，得到了不同时刻的响应集。

6自由度电液振动台控制策略研究

为提高6自由度电液振动台的控制精度,在传统6自由度控制回路中增加两路扭曲控制回路,采用扭曲控制策略控制平台振动。基于扭曲控制策略,对传统压力镇定控制器进行改进,将相互关联的8个参数缩减为2个相互独立的参数。正弦振动试验结果表明,采用扭曲控制策略能够明显改善振动台系统低频段的加速度均匀度和横向分量指标,改进后的压力镇定控制器能够有效削弱系统中各液压缸之间的内力。

两自由度塑性碰撞振动系统的动力学研究

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．

基于Matlab的单自由度振动系统的数学仿真实验

根据单自由度振动系统数学模型,设计了单自由度振动系统的数学仿真实验,实验结果给出了振动方程的数值解,并用几何方式定量描述了振动过程和频幅特性.

具有独立失效模式的多自由度非线性振动系统的可靠性分析

对不考虑失效模式相关性的多自由度非线性随机振动系统可靠性进行了研究。在结构系统响应和状态函数的前四阶矩的一般数学表达式的基础上 ,使用 Edgeworth级数把未知响应和状态函数的概率分布展开成标准的正态分布表达式 ,并放松了对随机参数的分布概型和激励类型的限制 。

单自由度参数振动系统非线性响应的若干特征

用数值积分方法 ,分析了无阻尼单自由度参数振动系统在给定的单频刚度激励和单频外载荷激振时的非线性动力学响应特性。研究表明了参数振动问题的主要特征 :1 )单频激励多频响应 ;2 )多频响应中各谐波的分布具有特殊的规律 ;3)

六自由度振动测试新方法

提出一种对六自由度振动参数进行测试的新方法,借鉴无陀螺捷联惯导的相关技术,基于加速度传感器按一定位置安装组成的阵列,以发生线振动、角振动耦合的复杂振动的机械系统为研究对象,进行三维线加速度与三维角速度参数测试,有效地解决了复杂振动环境下六自由度参数难于测试的问题。以一种九加速度传感器阵列方案模型为例,在推导原理算法的基础上,通过对该模型的计算机仿真,着重分析了角速度的测试结果,从而验证了本方法是准确可靠的。

多自由度振动系统响应集的支撑超平面法

对激励由凸集合建模的线性振动系统提出了响应集的概念，将数学上的微分包含问题简化为求解多自由度振动系统的响应集问题。在此基础上，利用凸集的性质提出了一种求解响应集的支撑超平面法，它是利用响应集的支撑超平面将问题转化为求解一类优化问题的解。对于三种典型的凸集载荷分别给出了各自的响应集，并比较和分析了它们的结果。

多自由度振动系统的同相振动性

采用反射函数法研究了多自由度振动系统 x′=p( t) x,当 p( t) =diag( A( t) ,B( t) )时 ,给出其等价系统 y′=A( t) y,z′=B( t) z同相振动的充分必要条件 ,其中 A( t) =( aij( t) ) 2× 2 ,B( t) =( bij( t) ) 2× 2 ,y=( y1,y2 ) T,z=( z1,z2 ) T,p( t+2 ω) =p( t) ,ω>0 ,t∈R,x∈ R4 ,p( t)为连续可微的矩阵函数 .

宽带随机激励下单自由度碰撞振动系统的平稳响应

在实际工程结构中经常要研究随机激励的单自由度碰撞振动系统的稳态响应,应用基于广义谐和函数的单自由度强非线性系统的随机平均法,分别得到了该系统响应的总能量、位移、幅值的稳态概率密度及位移与速度的联合概率分布.通过与数字模拟结果的比较,证明用随机平均法所得的结果有很高的精度.