一种含转动副间隙多连杆机构非线性动力学行为分析方法（英文）

给出一种通过对欠驱动机构的分析来预测含转动副间隙多连杆机构动态特性的方法,利用该方法对含转动副间隙平面多连杆机构的非线性动态特性进行分析。以含转动副间隙的二自由度九连杆机构为研究对象,首先通过将转动副间隙看作虚拟无质量连杆,据此可把含转动副间隙九连杆机构变为欠驱动的十连杆机构;然后利用拉格朗日方程建立欠驱动十连杆机构的非线性动力学模型,采用龙格-库塔法对动力学模型进行数值求解,分析机构中滑块的位置、速度和加速度等运动输出、曲柄的驱动力矩等动力学响应,通过相图和庞加莱映射图对含转动副间隙的二自由度九连杆机构中存在混沌现象进行辨识;最后研究不同间隙值和不同驱动速度对九连杆机构混沌的影响,并绘制分岔图。该研究对于进一步研究含多间隙复杂连杆机构的非线性动力学研究具有重要价值。

汽车悬架系统非线性动力学行为分析与控制

随着科学技术的不断发展和人们生活的日益改善,人们对于日常生活的要求越来越高,汽车作为现代社会人们生活的必需品也逐渐实现了普遍性。随着汽车的广泛性推广,汽车的性能面临着舒适性、安全性、便捷性等诸多的要求。本文立足于人们对于汽车性能舒适性、便捷性和安全性能等需求,对汽车悬架系统结构的非线性动力学行为进行调研和研究,并对其悬架系统的行为控制展开论述,旨在提出汽车悬架结构非线性动力学行为优化设计与控制的思考,继而使得现代汽车向轻小型化发展的同时提升汽车的动力性能。

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。

流控型Buck变换器的动力学行为分析

针对光伏发电系统中电流控制型Buck变换器,利用不连续动力学理论分析了其非线性振荡行为.通过调节控制电路的电压幅值和直流激励电源值,给出碰撞边界的和时钟脉冲触发的参数分岔图,获得了电流控制型Buck变换器从稳定的周期1到混沌状态的参数节点.分别绘制周期和混沌运动的相轨迹和时序图,分析各子域内具有不同映射结构的系统类型.研究结果表明,流控制型Buck变换器在参数变化时其运动行为丰富,边界碰撞现象明显,观测到倍周期分岔和阵发混沌.通过分析映射类型,说明其边界的非线性振荡行为.

分段线性系统经典数学模型的修正与动力学分析

由于间隙的存在,很多机械系统可以简化为分段线性模型,而简化后的模型中副簧系统通常包含阻尼.在大多数文献建立的数学模型中,主、副系统的接触点与分离点固定在间隙处.文章研究发现,由于副簧系统中弹簧与阻尼的力学特性不同,主、副系统的接触点与分离点位置实际上是随着系统参数和运动状态而变化的.若忽视这一点,后续的包括分岔和混沌在内的动力学分析就会出现误差甚至错误.首先基于经典的数学模型,用数值方法揭示了在简谐激励下主系统未返回到间隙处就与副簧系统提前分离,证明了经典数学模型的不当之处.进一步研究发现主系统不仅会出现提前分离,还会出现接触滞后的现象.因此对系统的接触与分离条件提出了修正,得到了更合理的数学模型.研究发现修正后的接触点、分离点位置与修正前相差较大,修正后的幅频响应曲线与修正前存在一定差别;在复杂运动中,修正前后的运动性质也可能发生改变,证明了修正后的模型更加合理,更能反映工程实际.然后,采用平均法并对平均法的积分区间进行推广,求得了修正模型的幅频响应的解析解,并通过龙格库塔法验证了解析解的正确性.对解析解进行稳定性分析,得到了解析解的稳定性判别式.最后,探究了修正模型的副簧系统参数对主系统幅频响应的影响.

蛇形摆的动力学行为分析与实验

蛇形摆作为一个典型的物理模型,以其简单的力学原理和奇妙的蛇形运动现象展示了物理世界独特的美.但是在实际操作过程中,初始摆动的角度过大时,系统的非线性特征明显,已有的线性近似方法无法准确地反应系统的本质特性.基于非线性动力学理论,推导了系统在大初始摆角时系统固有频率的显式表达式.利用实验测试了系统的固有频率和动态运动响应,验证了理论分析的正确性.

复杂多边形蜂窝柔性蒙皮非线性行为数值分析

对复杂多边形蜂窝柔性蒙皮结构进行数值仿真,研究在拉伸、剪切、扭转以及弯曲载荷下的柔性蜂窝非线性变形行为,并对无橡胶表层、单侧橡胶表层和双侧橡胶表层的变形及强度进行分析。结果表明:无橡胶表层蜂窝可能在较小载荷下产生较大变形;单侧橡胶表层易使结构不对称,可能导致剪切载荷、扭转载荷下的变形不对称;双侧橡胶表层对抑制结构变形有明显作用;加入橡胶表层可能会使原本零泊松比或负泊松比效应的蜂窝柔性蒙皮表现出正泊松比的情况。

考虑扣件系统非线性力学行为的车辆与轨道动力分析模型

为深入研究扣件系统的力学特性及其损伤失效对轮轨系统振动的影响,基于精细的扣件系统有限元模型揭示扣件弹条扣压状态和轨下胶垫支承状态的非线性力学特征,提出并建立考虑扣件系统非线性力学行为的车辆与轨道动力分析模型。通过实测结果验证本文模型的计算可靠性,并分析扣件失效类型对轮轨系统动力响应特性的影响。研究结果表明:弹条扣压力随弹程增大而近似呈双线性特征,单个弹条扣压刚度在“2点接触”状态时为0.675 kN/mm,在“3点接触”状态时为5.11 kN/mm;本文模型计算得到的钢轨加速度响应频率100 Hz以上的较传统模型明显增大,与实际情况更为接近;传统模型利用刚度属性折减或去掉弹簧单元来实现扣件弹条失效的模拟,会放大失效区域附近的轮轨系统动力响应;针对扣件失效的情况,包括弹条失效和胶垫失效,实际现场运营维护时不仅要关注失效区域内的轨道结构状态,对于后邻近区域也要及时加强关注。

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.

儿科急诊高热惊厥患儿就医行为与家庭动力学的相关性及影响因素研究

目的探究儿科急诊高热惊厥患儿就医行为与家庭动力学的相关性及影响因素。方法采用便利抽样法选择医院急诊科2020年6月-2022年5月收治的150例高热惊厥患儿家属为研究对象,使用一般资料问卷调查患儿及家属的相关信息,采用患儿父母就医行为量表、系统家庭动力学自评问卷面向患儿家属开展调查。结果结果显示,患儿家属的就医行为问卷总分为(30.49±12.52)分,就医行为差的患儿共31例(20.67%);系统家庭动力学自评问卷总分为(108.40±18.08)分;Pearson相关性分析结果显示,儿科急诊高热惊厥患儿就医行为问卷总分、维度评分与家庭动力自问卷总分、维度评分呈负相关(r=-0.332~-0.168,P<0.05);多因素logistic回归分析结果显示,儿科急诊高热惊厥患儿就医行为独立影响因素包括患儿是否独生子女、患儿近期发热有无症状、患儿居住地、患儿家属与患儿关系、患儿家属学历、周围有无相关病例、家属是否接受相关宣教、患儿家属是否具有急救素养、患儿家属家庭动力水平(P<0.05)。结论不同特征的儿科急诊高热惊厥患儿就医行为表现存在差异,患儿就医行为与家庭动力学有相关性,且就医行为影响因素复杂,临床应加强护理干预。

TCP流拥塞窗口的非线性动力学行为仿真分析

该文以NS2为仿真工具,在LINUX环境下,通过仿真实验验证了在特定的链路队列管理模式下,若干个TCP流在简单链路中所表现出的非线性动力学行为。文章通过采用计算最大Lyapunov指数的方法测试初值敏感性、针对给定仿真条件下出现的奇异吸引子计算其关联维、采用绝对值法和R/S法证明其自相似性这3个方面对TCP流拥塞窗口所表现的混沌特性进行了具体的研究分析。所有这些分析结果若能在对网络相关协议进行改进和编写时加以参考,将有助于提高网络的服务质量。

非线性粘弹性Timoshenko梁动力学行为的分析

本文讨论了有限变形粘弹性Timoshenko梁的动力学行为。首先由Timoshenko梁的理论和分数导数型本构关系给出了梁的控制方程。其次为了便于求解,采用Galerkin方法对系统进行了简化,并比较了1阶和2阶截断系统的动力学性质,它们具有相同的定性性质,说明Galerkin方法的合理性。给出了求解包含分数积分的积分-微分方程的一种新方法,以便求解系统的长时间的解。综合利用非线性动力系统中的经典方法,揭示了梁在有限变形情况下丰富的动力学行为,并分别考察了载荷参数和材料参数对结构的动力学行为的影响。

企业技术创新行为非线性系统的动力学分析

企业技术创新行为是一个复杂的动态系统,技术创新系统中的各个要素相互影响、相互依赖是企业技术创新行为系统非线性的重要前提条件。本文首先对企业技术创新行为的非线性行为进行了界定,接着构建一个动态非线性系统模型,从系统动力学角度研究了企业的技术创新行为系统,揭示了企业技术创新行为非线性系统的动态演化路径。

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。

多种经典动力学模型分析土壤吸附重金属行为机制

以“环境化学实验”中3种土壤样品吸附铜离子动力学实验为例,在伪一级(PFO)和伪二级(PSO)动力学模型的基础上,采用多种传统吸附反应和经验模型,如混合(MO)模型、伊洛维奇(Elovich)模型和里奇(RSO)模型等来验证PFO和PSO模型的有效性。并进一步根据吸附过程中的不同阶段,分别运用相对应的模型,如Boyd外扩散方程、唯象内部传质(IMT)模型、Weber&Morris模型和Langmuir动力学模型等来揭示土壤吸附行为机制。而且,在上述模型拟合中,改变R~2作为判断模型合理的唯一依据,综合利用多种数学误差函数计算方法,如χ^(2)、SSE、MSE和HYBRID来确定最佳吸附动力学模型。结果表明:PFO动力学模型具有普遍性,最符合土壤样品吸附反应和经验模型。具体来说,IMT模型最符合1号和2号土壤吸附行为,内扩散阶段控制着它们的吸附进程,属于物理吸附;而Langmuir动力学模型符合3号土壤,其内部的表面活性官能团决定着吸附过程,属于化学吸附。

非线性刚度不平衡转子动力学行为研究

本文以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素 ,建立了具有非线性刚度轴的转子系统的动力学模型 ,利用数值积分和Poincare映射方法 ,对转子系统由于质量不平衡故障导致的非线性动力学行为进行了研究 ,发现此类非线性振动系统具有倍周期分岔、阵发性分岔、倍周期倒分岔、拟周期和混沌等复杂的动力学行为 。

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。

双盘转子系统轴向-径向碰摩非线性动力学特性分析

动静碰摩是透平机械常见的故障之一,其动力学行为较为复杂,表现为在机器运行的过程中碰摩故障产生的故障征兆丰富多样。建立了双盘转子-轴承系统在轴向碰摩、径向碰摩以及两种碰摩共同冲击下的有限元法连续模型,采用计及了回转效应和剪切效应的梁单元,对转子系统在不同碰摩情况下的非线性动力学行为进行了数值模拟,研究了转子转速、转子系统上的不平衡量的分布以及碰摩刚度对系统的影响。研究结果表明:相对于径向碰摩故障的动力学特征,轴向碰摩产生的非线性特征不明显,与工程中观察的现象基本一致的;但当两种碰摩均考虑时,系统的非线性动力学特征与仅考虑径向碰摩时有显著的不同。所得计算结果可为大型高速旋转机械系统的故障诊断和碰摩故障的振动控制提供理论指导,从而保证系统的安全运行。

刚性转子-轴承系统的复杂非线性动力学行为研究

为揭示转子系统复杂的非线性行为,用多初始点分岔分析方法研究了刚性转子-轴承系统在转速、偏心等参数变化时系统响应随参数变化的非线性现象,各吸引子的吸引域在相空间中的变化情况,以及从单初始点出发系统在相空间中的运动规律。结果表明:多初始点分岔分析法能够发现更加丰富的非线性现象;在多吸引子共存的相空间不同的初始点系统稳态响应可能表现出不同的运动;根据相空间中吸引域的变化规律能够从机理上对传统单初始点方法得到的非线性现象进行很好的解释。