非线性动态特性系数对汽轮机转子-轴承-密封系统运动特性的影响

为准确地反应汽流激振下汽轮机转子-轴承-密封系统的运动特性,推导了包含非线性动态特性(非线性刚度、阻尼)的转子运动微分方程,将数值模拟获得的非线性汽流激振力拟合成方程耦合到运动方程中,采用龙格-库塔法求解对应的运动方程,基于试验对比验证了考察非线性因素的必要性与运动微分方程的准确性。在此基础上,分析汽流激振力作用下不同非线性动态特性系数对转子运动特性与稳定性的影响。结果表明:系统中的非线性动态特性会改变转子不同类型的混沌运动区域与位移,使1/2、1/3、2/3工频的出现范围及幅值改变,密频现象增加;耦合热、动载荷后高负荷区域转子位移减小。对比Lyapunov指数,考虑非线性动态特性后其均值有所上升;合理的非线性刚度能够改善系统的稳定性,高非线性阻尼值能提高系统稳定性;耦合热、动载荷后的系统高负荷运行时更稳定。

不同重合度下系统参数对人字齿传动非线性动态特性的影响

重合度是反映齿轮副同时参与啮合轮齿对数多少的重要参数。合理选择适当的重合度可以改善传动承载能力并保证传动平稳性,从而提高齿轮传动系统的性能和可靠性。而分析不同重合度下系统参数对系统振动特性的影响,对优化传动系统性能、提高工作效率和降低故障风险具有重要意义。本文将轮齿啮合性能和动态特性相结合,首先,确定人字齿轮系统刚度激励和啮合冲击激励,采用集中参数法建立复杂激励源下的人字齿轮副弯-扭-轴耦合非线性动力学模型;然后,对非线性动力学方程进行消除刚体位移和无量纲化处理;最后,研究了不同重合度下系统参数对系统动态特性的影响。研究表明,当重合度由2.72变为3.08时,齿轮副综合相对振动加速度均方根值均降低达40%左右。可见,增大齿轮副重合度能提高系统的稳定性。此外,随着系统参数变化,增大齿轮重合度能消除系统存在的跳跃现象,并降低跳跃和共振峰的幅值。

线性离散系统最小信息损失动态状态估计原理及其在热网中的应用

综合能源系统作为未来能源系统的发展趋势,可以有效地助力我国“双碳”目标的实现。状态估计作为能量管理系统的基础核心,在综合能源系统领域变得日益重要。无论是热网还是气网,其动态过程的建模最后都可以转化为线性离散系统的形式。因此,该文从信息科学的视角对线性离散系统动态状态估计的理论基础进行研究。根据最小信息损失(minimuminformationloss,MIL)决策原理,提出通用的线性离散系统MIL动态状态估计新原理,建立MIL动态状态估计模型,分析不同时刻噪声相关性、不同噪声概率分布类型对该模型的影响,在理论上证明全信息滚动时域估计、多断面加权最小二乘、多断面加权最小绝对值等常用估计方法均为MIL动态状态估计在一定假设下的特例。进一步以热网为例对该原理进行验证,建立热网状态空间模型和热网MIL动态状态估计模型,对该模型在考虑不同噪声概率分布类型、不同时刻噪声相关性、预测信息等方面的普适性进行验证。

二级齿轮非线性动态特性同伦摄动法分析

考虑时变啮合刚度、脱齿、各级齿轮啮合间的耦合关系,建立了二级齿轮传动机构的刚柔混合模型,采用同伦超越摄动法分析了机构的非线性动态特性,得到了二级齿轮机构主共振、超谐共振和亚谐共振的频响表达式。与多尺度法不同,同伦法的分析精度不受脱齿程度的影响。与数值积分结果的对比表明,在脱齿率达到30%以上时,同伦法较多尺度法具有明显的计算精度优势。该研究为复杂齿轮传动机构的非线性动态特性分析提供了更为精确的理论分析方法。

基于MATLAB的线性系统动态响应曲线拟合技术

本文以高阶线性时不变系统为研究对象,选定系统结构和参数,通过传递函数中参数和曲线形状的关系来调节参数,以达到获得预定曲线形状的目的。本文的目的是采用MATLAB GUI编制并实现一个用于线性系统动态响应曲线拟合的程序,通过手动调节系统参数来拟合响应曲线,同时显示各子系统的响应曲线和总的误差曲线。

线性离散事件动态系统在广义反馈律下的动态特性分析

基于极大代数,一类离散事件动态系统可被看作为“线性”系统。本文讨论这类系统在广义反馈律下的动态特性,证明了这类系统最终呈现周期性,还研究了系统参数发生摄动时其性能的变化特点,给出了具体例子来解释广义反馈律的物理意义和证实文中结论。

一类不确定参数线性离散系统的鲁棒特性分析

研究了一类含不确定参数线性离散系统的鲁棒H∞特性,其中系统的不确定参数满足范数有界条件。文章所讨论的系统可以看作是在状态和输入上均有不确定参数的线性离散系统。给定H∞性能指标,采用线性矩阵不等式方法,得到了系统具有鲁棒H∞特性的充分条件,同时利用线性矩阵不等式给出了不确定参数容许范围的计算方法。

构造具有超混沌特性的二维离散系统

用自动生成的方式构造出一类具有超混沌特性的二维离散系统 ,其非线性函数由幂次不高于 2的多项式组成 ,通过计算李氏指数来判断所选的系统是否为超混沌的 .不仅得到一般形式的超混沌系统 ,而且还在特殊限定条件下得到了一些形式简单的超混沌系统 .此外 ,对其中两个系统的分岔特点进行了理论分析 .

伺服阀非线性特性建模的液压弯辊系统动态特性

伺服阀非线性特性是影响液压系统动态性能的重要因素.通过对伺服阀非线性特性的分析,建立了相应的数学模型,并将其应用于工程实践中,建立了基于伺服阀非线性特性的液压弯辊系统的动态分析模型,利用软件MATLAB的工具箱SIMULINK实现了系统的动态仿真,得到较为满意的结果.

基于有限单元法的多间隙耦合齿轮传动系统非线性动态特性分析

针对齿轮传动系统的动态传递误差、单双边冲击状态、脱齿、拍击及混沌现象等复杂非线性动力学问题,在同时考虑齿侧间隙、轴承间隙、时变啮合刚度及齿面摩擦等非线性特性的基础上,首次提出一种基于有限单元法的多间隙耦合齿轮传动系统的非线性动态特性分析方法。以某单级斜齿轮传动系统为例,利用大型通用有限元分析软件AN-SYS/LS-DYNA建立耦合系统动力学模型,分析支撑状态下耦合系统的非线性动态特性,研究了不同转速及负载力矩对耦合系统非线性动态特性的影响规律。结果表明有限单元法能在满足高精度分析的条件下求解各种复杂工况的齿轮系统非线性动力学问题,为进一步研究齿轮传动系统非线性动力学问题提供有力工具。

大型双馈风电机组弹性支承动态特性分析

风电机组正在朝着大型化与智能化方向发展,机组载荷成倍增长,这对机组部件的动力学设计提出了更高要求。文章以风电机组齿轮箱弹性支承为研究对象,首先,采用多体动力学软件建立了风电机组整机动力学模型,并耦合风轮气动载荷计算与风电机组控制程序;然后,利用搭建的风电机组整机模型计算了均匀风速下齿轮箱弹性支承的动态响应时频特性,对比分析了风切变、塔影效应以及非线性刚度对弹性支承响应的影响规律;最后,结合实际仿真计算了湍流风速工况下风电机组一个弹性支承出现损坏时的动态响应。结果表明,当弹性支承出现损坏仅能匹配50%刚度时,其响应会急剧增大,超过振动标准安全阈值4倍以上,影响风电机组整机安全稳定运行。

基于LTCA的高速齿轮传动系统非线性动态特性分析

为研究高速齿轮传动系统的动态特性问题,建立了考虑时变啮合刚度激励、误差等因素的非线性弯-扭耦合动力学模型。采用承载接触仿真(LTCA)方法,结合当量误差啮合理论,计算了模型中的时变啮合刚度和啮合误差激励条件。利用数值方法求解得到系统的动态响应特性。结果表明:在时变啮合刚度和啮合误差激励因素影响下,系统表现出很强的非线性特性;转速从7000r/min变化到15000r/min时,时间历程一直表现为非周期变化;增大轮齿啮合刚度和提高加工精度等级可改善动态响应特性。为高速齿轮传动系统的动态稳定性设计提供理论基础。

非线性强迫振动系统的动态特性分析

本文通过建立非线性强迫振动系统的动态特性评价体系，实现对工业应用振动设备或系统的起动、变频、变幅等过渡过程的动态特性评价。通过对实际系统的分析及研究，揭示出非线性强迫振动系统的系统参数对其系统动态品质特性的影响．系统在不同的输出情况下具有不同的动态特性──这一非线性强迫振动系统特有的现象。同时介绍了适用于多非线性环节的控制系统的动态过程计算的方法──离散相似法。

一类离散非线性动态系统优化控制算法

本文针对模型与实际存在较大差异的情况，提出了一种基于模型来求解离散非线性系统的优化控制算法。通过扩展模型和实际的状态方程，将差分方程转化为代数方程，得到动态参数估计和系统优化集成（ＤＩＳＯＰＥ）的迭代算法，经过若干次迭代，获得实际动态系统的最优解。在较弱的条件下，证明了该算法的收敛性和最优性。仿真例子说明了该算法的性能。

含呼吸裂纹的旋转扭型变截面叶片的动态接触特性

航空发动机叶片经常发生裂纹故障失效,从而引发一系列事故。以往的研究主要集中在裂纹引起的非线性振动上,而裂纹呼吸过程中裂纹表面的接触状态往往被忽略。然而,考虑裂纹表面的接触行为是非常重要的,因为它会导致裂纹叶片的非线性振动。为了进一步研究裂纹诱发非线性振动的机理,本文提出了一种基于自编非协调六面体单元(SNCHE)的旋转叶片动态接触呼吸裂纹模型,并使用弹簧单元模拟呼吸效应。通过接触有限元模型验证了模型的有效性。此外,还研究了裂纹参数(裂纹深度和裂纹位置)及载荷参数(气动振幅和气动频率)对裂纹叶片动态接触特性的影响。在此基础上,提出了一个呼吸裂纹量化指标(BCQI)来表征呼吸裂纹的非线性水平。结果表明,在裂纹呼吸过程中,裂纹面从叶片侧面向裂纹尖端中心方向闭合。并且BCQI随裂纹深度、气动幅值和转速的增加而增大,随裂纹位置越靠近叶尖而减小。

带传输滞后的离散系统的观测器及输出动态反馈

针对带输出传输滞后的线性离散系统,讨论了其状态观测器设计问题.利用滞后输出信息,给出了状态观测器的设计方法,并得到状态观测器存在的充要条件,进而设计出基于观测器的输出动态反馈控制器,证明了闭环系统满足极点分离原理.数值仿真验证了所提出方法的有效性.

一类光学非线性动力学系统的稳态、动态特性与不稳性

本文研究激子类光学非线性材料的动力学行为及不稳定性,包括双稳态和动态响应,失稳条件分析、自脉动以至混沌,给出了一些有意义的结果。 根据全量子理论,把半导体激子型光学非线性材料看作非均匀加宽的二能级系统,可得到一组动力学方程(M.L.Steys—Ross等,1983),能够描述某种光双稳特性。我们曾指出。

非线性Lipschitz离散系统的全局可镇定性

文章讨论了一类多输入多输出非线性离散系统的全局可镇定性 ,其中假设该系统满足Lipschitz条件且自治系统Lyapunov稳定.利用LaSalle不变原理和分离原理 ,本文分别得到离散系统全局镇定性的充分条件 。

车辆轮胎非线性动态特性监测系统和方法

由江苏大学申请的专利（公开号CN101710027A，公开日期2010-05-19）“车辆轮胎非线性动态特性监测系统和方法”，涉及的用于车辆轮胎非线性动态特性监测系统包括加速度传感器、陀螺仪传感器、轮胎气压传感器、轮胎温度传感器、轮胎转速传感器、车速传感器、通讯模块、信息处理模块、学习模块和学习知识库模块。

减振滑靴非线性动态特性数值分析

针对以降低火箭橇系统在轨振动为目的设计的减振滑靴,对其动态特性进行了数值分析。通过平面压缩试验及经验公式确定了减振滑靴减振层天然橡胶的本构参数,进而由有限元模型获得其非线性刚度,据此建立了减振滑靴非线性动力学模型对其求解并进行了试验验证。数值计算结果表明,减振滑靴相较于传统滑靴有着较好减振能力,其减振效率随其载荷提高而提高,但由于引入橡胶使得其在大载荷及高过载条件下易出现“跳跃”现象。根据“跳跃”现象确定了减振滑靴工作边界,典型工况下在1 Ma(350 m/s)速度下每枚减振滑靴载荷应小于311 kg,在2 Ma(700 m/s)载荷则应低于181 kg。