双稳态压电-电磁复合俘能器非线性动力学分析

提出一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电材料的双稳态悬臂梁式压电-电磁复合俘能器结构。考虑到大变形时材料的几何非线性特点,基于Euler-Bernoulli梁理论和Hamilton原理建立系统分布式参数模型,采用Galerkin法与谐波平衡法给出响应解析解;利用MATLAB仿真分析激励频率、激励幅值、磁铁间距和负载电阻对系统输出性能的影响,并运用龙格-库塔法分析俘能器的非线性动力学特性;通过电路仿真研究悬臂梁在不同振动状态下的整流滤波特性。结果表明:随着激励幅值的提高,系统阱间运动的频率带宽会逐渐增大;存在一组最优的压电负载和电磁负载,使得系统输出总功率达到最大;负载的改变不会影响阱间运动的频带宽度;随着激励的增强,系统在混沌运动和周期运动间进行状态转换,可以利用标准桥式整流滤波电路进行周期运动时的能量采集,但该电路无法稳定收集混沌运动时的系统输出。

弧齿锥齿轮系统的非线性动力学特征分析

为了揭示弧齿锥齿轮系统在不同啮合频率、刚度系数和阻尼系数下的非线性动力学特征,建立了弧齿锥齿轮系统数学模型,计算其在不同参数下的时间序列,并利用相空间重构、递归图、递归量化分析等方法,分析系统在不同工况下的动力学特征,从而揭示弧齿锥齿轮系统的非线性动力学规律。结果表明,在较高刚度系数、较高阻尼系数且远离特定啮合频率的工况时,弧齿锥齿轮系统重构相空间的吸引子结构和递归图结构较简单,此时相图多为单一闭合曲线,递归图主要呈现与主对角线平行的斜直线,捕获时间和熵均较小,此时系统运动状况较简单,运动平稳性较强;而在相反的工况下,相空间的吸引子结构和递归图结构复杂,系统运动状况较复杂,呈现出混沌特性。

非线性油气悬架的动力学与控制研究进展

为了满足市场对汽车平顺性、舒适性等性能的要求,非线性悬架被广泛应用,行业内对非线性悬架系统的研究也从未间断。主要分析了非线性油气悬架在动力学和控制方面的研究进展,特别分析了非线性油气悬架非线性动力学与控制方面的研究;同时对分数阶理论在非线性油气悬架中的应用进行了介绍;分析了非线性油气悬架在动力学分析和控制方面的发展方向。

FSC赛车空气动力学套件优化设计与分析

良好的气动性能可以提高赛车的制动效能,是赛车高速、安全行驶的前提。文章主要对前定风翼、后定风翼的造型进行优化设计与分析,并运用累加法和控制变量法对大学生方程式系列赛事(FSC)整车进行流体仿真分析。研究通过采用变截面和增加展弦长等优化方式能否有效增加下压力和减少阻力。首先在Profili翼型库中选取合适的翼型,然后在Fluent中设定模型计算域边界条件和初始条件从而对赛车实际运行工况进行模拟。依据空气动力学理念,为赛车设计一套空气动力学套件,并进一步对套件的结构参数进行优化,进而提出了一套本赛车的最佳气动性能设计方案。

转子轴向碰摩非线性流固耦合动力学特性全自由度分析

基于Jeffcott转子模型,用六自由度方法研究了考虑涡轮非线性流固耦合力的转子轴向碰摩动力学特性。通过响应分叉图、波形图、频谱图、轴心轨迹和Poincare图分析了在涡轮非线性流固耦合力作用下转子轴向碰摩的动力学表现。分析表明,非线性涡轮叶尖间隙流体激励力对转子轴向碰摩的非线性特性影响不很明显,只是在低转速时轴向振动碰摩响应中会出现更高阶的偶数倍频的超谐波成分。在高转速情况下,碰摩响应的波形和频谱不能明显反映具有弱非线性的涡轮叶尖间隙流体激励力对轴向碰摩非线性动力学特性的影响,而轴心轨迹和Poincare图则能反映这种影响,反映出碰摩响应中出现的轻微混沌。

转子径向碰摩非线性流固耦合动力学特性全自由度的动态分析

基于Jeffcott转子模型,用6自由度方法研究考虑涡轮非线性流固耦合力的转子径向碰摩动力学特性。通过响应分叉图、波形图、频谱图、轨迹、Poincaré图以及频率瀑布图分析在涡轮非线性流固耦合力作用下转子径向碰摩的动力学表现。与不考虑涡轮非线性流固耦合力相比,转子的径向碰摩的稳定运动区大大减小,转子的碰摩转速门槛值也相应降低,并且碰摩一开始系统振动就出现比较复杂的运动形式;轴向振动的频谱中明显出现了密集的超谐波群,扭转振动的频谱中则明显出现了密集的亚谐波群,这种具有混沌特征的频率成分代表了系统在碰摩力和涡轮非线性流固耦合力作用下的主要运动形式:在整个转速范围内,横向振动几乎具有单一的同步频率成分,轴向振动则表现出非常丰富的超谐波频率成分,这些频率成分主要分布于三个随转速的增加分别向三个固定的频率逼近且幅值逐渐升高的密集超谐波频带,扭转振动则在1/2倍频附近表现出丰富的亚谐波频率成分,其幅值也随转速的增加而逐渐升高。上述结论对涡轮转子系统的动力学设计和故障诊断具有重要意义。

双横臂悬架的非线性多体建模与动力学分析

以某商务车双横臂扭杆弹簧独立前悬架为例,建立了其多体系统动力学模型。在建模过程中,考虑了衬套、减震器以及轮胎的刚度非线性特性,将转向节柔性化,并考虑了悬架的预载。通过对悬架系统分别进行扫频激励分析和整体模态分析,得到了前束角和外倾角变化较为剧烈的频率和模态阵型。仿真结果表明:两种分析手段所反映的某些动力学特性具有较高的一致性。模型为进一步研究防止和诊断轮胎的不均匀磨损提供了手段,并为整车动力学建模和仿真研究提供了基础。

伴随变阻尼作用的干摩擦下的车辆系统非线性动力学分析

对分段线性阻尼和干摩擦共同作用下的车辆悬挂系统进行了非线性动力学分析研究,阐述了判定系统周期运动稳定性的理论方法;利用数值模拟方法分析了具有不同阻尼参数组合的系统对简谐激励的振动响应,并分析了由干摩擦引起的粘-滑振动行为.结果表明:提高摩擦力对抑制响应有利,但车辆系统在低速下运行时会出现复杂的粘-滑振动,轮轨之间产生较大的瞬时刚性冲击;而通过增加轮对与侧架的弹性悬挂可以有效减弱这种瞬时刚性冲击.

基于时频分析的质量慢变转子系统非线性动力学特性研究

建立基于简单集中质量的质量慢变Jeffcott转子动力学方程,采用渐近法给出质量慢变转子系统解析分析过程,详细推导质量慢变转子系统响应解析解。研究、讨论具有单一质量慢变模型的转子系统非线性动力学响应,采用重分布小波尺度图对解析结果深入讨论,获得质量慢变转子系统特有的非线性动力学行为。结果可为慢变参数转子系统动力学与故障识别研究提供理论参考。

新型振动破碎机非线性动力学分析

本文在分析了物料层滞回特性的基础上 ,给出了有间隙滞回力模型 ,建立了新型振动破碎机振动系统的力学模型和考虑物料作用的非线性振动方程 ,对其非线性动力学特性进行了分析 ,根据理论和仿真结果得到一些有用的结论。

列车动力学的非线性数值分析方法

列车动力学方程是个复杂非线性方程,必须采用数值积分方法求解。本文从工程实用的观点出发,提供了二类简单有效的数值积分方法——Newmark显式积分法及其显-隐式预测-校正积分法。这类积分方法,积分过程简捷,程序编制容易;由于积分过程中无须求解高阶线性代数方程组,这就显著地提高了积分速度,并有效地节约了计算内存,从而在普通微机上实现了对大型列车动力学问题的模拟分析。文中建议了一种判定工程实际问题之非线性数值积分稳定性的实用办法,并成功地应用于重载列车动力学分析。在此基础上进一步实现了变步长积分计算,大大提高了计算速度。通过算例校验及与试验结果的对照,证实了方法的非线性数值分析有效性。

盘式分布拉杆转子系统扭转振动非线性动力学特性分析

随着燃气轮机技术的发展,盘式分布拉杆转子系统在燃气轮机等动力机械中得到广泛应用。主要研究盘式分布拉杆转子扭转振动的非线性动力学特性,通过考虑叶盘接触效应和拉杆等效简化,建立一个新的系统扭转振动方程。利用多尺度方法求解动力学方程解析解,并获得拉杆转子系统扭转振动幅频方程和解析曲线,根据奇异性理论获得系统转迁集,并利用动力学系统的扰动方程零解稳定性研究原系统的周期解的稳定特性,并发现系统动力学参数对其影响规律,并根据新模型建立实际结构参数与非线性动力学参数的联系,给出系统稳定性边界条件。分析结果对燃气轮机转子系统动力学设计具有一定的指导意义。

软岩与水相互作用的非线性动力学过程分析

软岩与水相互作用的非线性动力学过程的研究不仅对软岩软化的研究方法具有探索价值,而且对于合理确定软化的参数及其应用具有重要的实践意义。结合东深供水改造工程中灰白色泥质粉砂岩不同饱水时间后的试验数据分析,发现该类软岩的软化具有非线性特点。将时间序列的分维分析方法应用于软岩与水相互作用系统中,通过重建相空间,确定了描述该系统所需的最少变量数。试验中发现,软岩的微观结构、力学参数是反映软岩软化的控制性因素,因而取微结构孔隙分布分维值Ds、粘聚力c和内摩擦角?值作为描述该系统的3个变量。在此基础上,应用反演分析理论,确定了软岩软化的非线性动力学模型,再将以上3个变量的时间序列值通过求残差平方和极小值的方法与模型进行逼近,得到模型中各个未确定的参数,从而对软岩与水相互作用过程进行非线性动力学分析。结果表明:所给出的非线性动力学模型计算得到的微结构孔隙分布分维值Ds、粘聚力c和内摩擦角?值与试验获得的相应参数值的分布曲线非常接近,说明软岩与水相互作用具有显著的非线性动力学特点;同时,利用所建立的模型可较好地预测软岩在饱水条件下,一定时间后的微观结构参数和力学性质变化规律。

非线性动力学脑电信号分析方法的研究与应用

脑电是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。本文介绍了Lorenz散点图、Lyapunov指数、相关维数、复杂度等几种非线性动力学方法以及它们在心理学脑电信号分析中的应用,并对这些方法进行了分析比较。

基于脑部电阻抗信息的非线性动力学脑卒中诊断方法

缺血性脑卒中因其较高的发病率和致残率严重威胁人们的健康.作为缺血性脑卒中病情的诊断手段之一,电阻抗层析成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)具有便携、无创、连续监测、低成本的优点.然而,现有EIT研究较多关注单帧检测信息条件下病态逆问题的求解,缺乏对时间序列数据信息的深入分析.提出一种基于脑部电阻抗信息的非线性动力学脑卒中诊断方法,通过EIT连续监测假手术组大鼠和右侧大脑中动脉栓塞模型组大鼠脑部,获取其阻抗变化数据,并采用递归图和递归定量分析等非线性动力学方法对监测信息的非线性特征进行提取,进而获得电阻抗信息与脑卒中病情的内在关联.实验结果表明,所提方法可为缺血性脑卒中的诊断提供依据.

非线性分析下西部─江苏能源联动决策支持系统的研究——能源消费与生产混沌动力学模型的建立

根据能源系统中能源经济增长将随着对能源依赖的逐渐饱和而下降这一合理假设,给出能源系统消费的Logistic模型。利用该模型对我国2010年、2030年能源消费量的预测结果分别为:22 15亿吨标准煤及32 88亿吨标准煤;江苏省能源消费总量亦呈上升趋势,从1996年到2010年增加61%,明显高出全国平均增加水平33%。同时本文利用哈维尔摩经济增长模型,引入能源生产的哈维尔摩模型,该模型适用于能源生产预测系统。利用该模型对我国2010年和2030年能源生产量的预测结果分别为:17 66亿吨标准煤及31 83亿吨标准煤。从预测结果看,本文的能源消费、生产预测模型明显优于其他预测模型。

非线性动力学分析方法在神经康复领域中的应用进展

人体生物信号包括心电、脑电、肌电等电生理信号和血压、脉搏等非电生理信号,其信号的复杂性能够准确反映人体的生理病理状况:这些信号是人体生理、病理信息的载体,已经被证明是混沌信号,它们具有信号弱、噪声强、频率范围较低、随机性强、复杂度高等非线性动力学特征;传统线性分析方法是将复杂的信息化整为零进行研究,缺乏对信息的全面了解和综合分析;但由于人体各种生物信号是一个复杂的整体系统,不能简单地归结为部分之和,其各部分之间的相互作用是非线性的叭因此.非线性动力学分析方法更为适用一本文将综述非线性动力学在脑电、肌电、步态、声音等信号分析中的应用,为神经损伤疾病的早期诊断、康复评价、预后预测等提供有价值的指导。

非线性Schrdinger方程的动力学行为分析

采用辛算法数值求解非线性Schr dinger方程的周期初值问题,建立不同的相空间来分析其动力学特性.首先比较分析了不同的相空间中立方非线性Schr dinger方程在不同立方非线性参数下的长时间演化的动力学特性,然后讨论了相空间中立方-五次方非线性Schr dinger方程在不同立方和五次方非线性参数下的长时间演化的动力学特性,数值结果显示,对于不同的立方非线性参数,随着五次方非线性参数的增加,动力学行为的演化路径是不一样的.

非线性动力学分析方法在嗓音医学中的应用进展

言语交流是人类社会生存的基本功能，生活质量与嗓音功能密切相关。伴随着日趋频繁的社会交往活动，嗓音疾病的患病率也逐年增加，因此，在治疗嗓音疾病时重视嗓音功能的保护有重要意义。

热分析动力学多元非线性拟合法简介及其应用

通过应用德国NETZSCH公司动力学软件,介绍一种新的热分析动力学方法——多元非线性拟合法,并列举了它在环氧树脂固化动力学、聚合物基纳米复合材料热解机理研究和药物热氧降解动力学研究中的应用。