超声空化泡在不同激励条件下的非线性振动特性

为了探究超声空化效果与声场中空化泡的非线性振动特性的关系,通过求解不同状态下空化泡非线性振动方程,得到气泡半径随时间的演化曲线、相图、庞加莱截面图、功率谱图和分叉图等描述气泡运动状态的图形。研究了在三角波和正弦波驱动下不同频率和声压对空化泡非线性振动规律的影响。结果表明:在三角波和正弦波的驱动下,气泡呈现出不同的运动特性;在三角波驱动下,气泡的振动更容易进入混沌状态,并且发生混沌状态的频率范围更宽,这将有利于扩大超声空化在液体处理应用中的频率适用范围。

非线性随机响应单侧尾部分布的代理模型算法

对于大型复杂结构的非线性随机响应,随机模拟法是较为实用的工程分析方法。然而对于需要大量样本的尾部概率估计,高昂的计算成本限制了该类方法的应用。为了降低计算成本,开发了基于主动学习的高斯过程代理模型算法,但其主动学习优化策略仍需进一步完善,以满足工程中对单侧尾部概率分布估计精度的需求。为此提出了一种具有智能关注功能的搜索函数,构建了针对工程中事故风险极高的单侧尾部的算法。以地铁隧道环梁和衬砌间复杂粘结滑移行为为例,验证了该算法的有效性。相比原有算法,本文算法对单侧尾部概率的估计误差降低了30%。本文算法能更精确地估计复杂结构随机响应分布的单侧尾部概率,进而估计极端事故的发生概率,为风险测度和防灾管理决策提供量化分析依据。

机械振动对磨粒流抛光TC4钛合金加工效率及质量的影响

为进一步提高磨粒流抛光TC4钛合金的加工效率及质量,提出机械振动辅助磨粒流抛光方法,进行磨粒流抛光TC4钛合金试验,探究机械振动对工件的材料去除效率、表面粗糙度和表面形貌的影响,分析其变化规律。结果表明:在抛光过程中,对工件施加机械振动辅助,抛光液“剪切增稠”效应增强,磨粒去除工件表面材料的能力增加;相比于无机械振动,有机械振动条件下工件的材料去除效率提高19.90%,表面粗糙度降低19.58%,工件表面划痕、凹陷等加工缺陷减少,提高了表面质量,为实际的生产加工积累经验和提供基础数据。

齿轮动力互研法的振动机理研究

齿轮动力互研法利用齿轮在啮合过程中的齿面动态力来达到研齿的目的。因此，齿面动态力的变化规律是影响研齿精度的重要因素。本文从非线性振动的理论出发，分析了研齿系统的振动机理并对齿面动态力做了定量的分析。

多自由度非线性随机参数振动系统响应分析的概率摄动有限元法

提出了一般概率摄动有限元法,并用以解决了具有向量值和矩阵值函数的多自由度非线性随机结构系统承受随机激励的响应分析问题,应用Kronecker代数,矩阵微分理论,向量值和矩阵值函数的二阶矩技术,矩阵摄动理论和概率统计方法系统地扩展了国际上通用的随机有限元法,随机变量和系统导数很方便地排列到二维矩阵中,得到了优美的数学表达式。

Al_2O_3陶瓷管内表面高效精密研磨试验研究

为了改善普通磁力研磨超硬精密Al_2O_3陶瓷管内表面研磨效率低且加工纹理不均匀的问题,提出了一种振动辅助磁力研磨的技术。采用曲柄滑块振动机构辅助磁力研磨,对比施加振动前后表面加工质量和加工效率的变化,通过单因素试验分析了振幅和振动频率对表面加工质量和加工效率的影响规律。试验结果表明:振动辅助磁力研磨实现了对超硬精密Al_2O_3陶瓷管内表面的高效精密加工,相比普通磁力研磨,经过50min的加工,表面粗糙度Ra由平均1.1μm降至0.15μm以下,加工效率提高60%;采用高频率小振幅的振动更有利于加工效率和表面加工质量的同时提高。

铣削过程非线性动力学的研究进展

随着高速铣削技术的发展,铣削过程动力学的传统线性理论已经不能保证所建模型的精确度,而非线性理论可以更好地解释颤振发生、发展和自稳定的全过程.考虑铣削过程非线性因素,是准确预测高速铣削过程中的颤振临界值、工件表面位置误差的前提.从探讨高速铣削过程非线性动力学发展的角度,分析了动力学模型中非线性因素的来源,介绍了非线性铣削系统再生颤振、分叉与混沌的研究进展,并展望了铣削过程非线性动力学的发展趋势.

基于等效线性化法的弱非线性体系下的地震响应分析

对弱非线性单自由度非自由振动系统结构在白噪声地震激励下的随机响应问题进行了研究。首先,建立了结构的弱非线性响应方程;然后根据能量平衡原理对运动方程进行了等效线性化;最后获得了金井清谱(Kanai-Tajimi谱)下等效线性化方程的位移响应及速度响应的方差,将弱非线性随机响应问题简化为求解线性随机响应问题,并给出了算例验证。结果表明,该方法可以准确得到弱非线性随机响应问题的解。同时,建立了单自由度结构弱非线性随机响应频域分析的统一解析解法。

齿轮随机参数系统非线性振动响应可靠性分析

以单位振动周期内随机振幅超限作为失效准则,定义了随机参数结构系统的振动响应可靠度.将非线性振动数值求解与动力可靠性理论结合起来,利用随机过程中的水平跨越分析方法推导了齿轮非线性系统振动响应可靠度的计算公式,并计算了齿轮间隙非线性随机参数系统的振动响应可靠度.研究表明,该方法对复杂的齿轮非线性随机参数系统的振动响应可靠度的计算是有效的.齿轮间隙非线性振动响应为周期振动时,随机参数系统的振幅变化不大.随着频率比的变化,当响应进入混沌振动状态时,随机参数系统在一个周期内极易产生失效振幅,振动可靠度较低.因此,设计时应避开混沌振动区域.

地震激励下主次结构的非线性隔振与动力吸振分析

对一个主次结构简化模型在 Niigata地震激励下的演变随机响应进行了分析。计算结果表明 :融动力吸振与非线性隔振为一体的抗振设计可取得良好的减振效果 ,使主结构响应大幅降低。这一被动抗振方案以及分析中所采用的、与统计线性化法相结合的演变随机响应问题的统一解法 。

超声振动辅助固结磨粒抛光硅片表面形貌及粗糙度研究

高面型精度和高表面质量的硅片表面加工是目前研究的难点和热点问题之一,基于超声加工所具有的加工效率和加工表面质量高的特性,以及固结磨粒的加工质量易控制和对环境污染小的特点,开展超声椭圆振动辅助固结磨粒抛光硅片的材料去除、抛光表面面型精度及粗糙度的加工机理及实验研究。研究认为抛光工具运动轨迹是影响上述问题的主要因素,为此在对抛光实验系统描述基础上,分析并建立了抛光工具运动轨迹及轨迹密度模型,进而完成硅片材料去除,抛光表面形貌和表面粗糙度的建模仿真。开展相应的实验研究,发现理论分析与实验的结果相一致,基于抛光工具运动轨迹建模的可行性。该研究方法和得出结论为今后开展固结磨粒抛光硅片表面实验的工艺参数的选择和优化,提供了可供借鉴的研究成果,为实际生产提供了可供参考的理论依据。

基于非线性盲提取的柴油机振动诊断研究

提出一种在振动源个数未知的情况下,采用自然梯度算法分离环境噪声信号的同时提取柴油机早期多故障的方法。通过分析信号的非平稳特性,应用具有自适应时变特征的非线性激活函数,根据归一化峭度判断信号统计特性,从而高效真实地反映设备运行状态。为了有效提取信号特征,探讨不同传感器数量对信号分离精度和故障识别的影响,应用实例诊断出柴油机的磨损和撞击故障。结果表明,该方法可有效消除振动信号采集过程中混入的噪声,同时分离未知个数的故障源,为柴油机多故障识别诊断提供理论依据。

斜拉桥地震响应非线性时程分析

基于有限单元法 ,推导出多自由度结构体系在地震作用下的增量形式的运动方程 ,建立了大跨度斜拉桥的地震激励模型。考虑结构的几何非线性 ,采用增量动力平衡迭代格式的Newmark β法进行非线性时程分析 ,并以某主跨 36 0m的斜拉桥为例进行了线性、非线性动力分析 ,验证了方法的可行性 。

汽轮机裂纹转子升速过程非线性振动数字仿真及分析

基于应力强度因子为零法,建立了汽轮机转子升速过程中开裂纹转子和呼吸型裂纹转子的振动模型,并采用Runge-Kutta法对模型进行数值积分,实现升速过程中2种转子的稳态响应数字仿真及稳定性量化分析。结果表明:开裂纹转子和呼吸型裂纹转子在升速过程中均存在明显的1/3阶和1/2阶超谐共振;在超临界转速区,开裂纹转子和呼吸型裂纹转子均在转速比p=ω/ω0=2.10、2.20、2.55处出现了亚谐共振,该现象可作为判断转子裂纹故障是否存在的依据;在不同转速区,呼吸型裂纹转子与开裂纹转子的表现各不相同,尤其在超临界转速区,质量偏心e进一步抵消裂纹引起的非线性失稳,呼吸型裂纹转子出现局部渐进稳定区域,特别是在0.8<e<1.6时,质量偏心会进一步抑制非线性失稳运动,这一现象可为裂纹转子非线性运动失稳控制提供理论依据。

齿轮动力互研法的振动机理的研究

齿轮动力互研法利用齿轮在啮合过程中的齿面动态力来达到研齿的目的,因此,齿面动态力的变化规律是影响研齿精度的重要因素.本文从非线性振动的理论出发,分析了研齿系统的振动机理,并对齿面动态力做了定量的分析.

高维机电耦联系统的非线性振动

本文根据电磁场理论，用统一的方法，建立了电机瞬变过程与轴系的扭振、横振及转动相耦联的强非线性微分方程组。经过线性变换与非线性变换，得到了方程组的解。进行了数字计算，得到了启动过程的横振、扭振、转动及电流等变化规律。理论结果和实验结果吻合得较好。

基于支持向量机的超声强化加工表面性能预测

在超声振动挤压强化加工中,利用支持向量机的回归原理研究了工艺参数与工件加工表面性能之间的非线性关系。在45号钢超声强化加工正交试验的基础上,选取主轴转速、工具头振幅以及挤压次数3个因素中的最优参数,根据等差原则,在进给速度和挤压力参数各取28组数据基础上,实验测得其表面粗糙度和硬度;将所得数据代入支持向量机模型,建立超声强化加工粗糙度和硬度曲线非线性特性模型和回归函数,并进行实验验证。结果表明:预测数据与原始数据基本吻合,证明此模型可以有效预测加工后零件的表面粗糙度和硬度。

齿轮动力互研法的工艺系统分析

研齿过程中机床主轴系统的设计以及主要工艺参数的选择是影响研齿效果的重要因素。通过主轴系统的动态分析,可以解决电机与主轴间连接刚度的选择以及飞轮尺寸的选择问题。研齿过程中,齿轮的中心距要做不断的变动,变动的方式以及变动的速度对研齿工艺的可行性以及研齿精度都有很大的影响。分析表明,采用运动方向与原中心距垂直的方向是合理的。运动速度可采用恒速,也可以通过步进电机控制变速运动方式。

新型索承网壳结构非线性风振反应特性及参数分析

根据随机过程理论,考虑风压脉动及风的空间相关性,给出了具有空间相关性风场的计算机模拟方法,建立了一种适合大跨空间结构非线性风振响应计算分析的时域方法,并编制了相应的抗风设计程序.对一K8型索承网壳结构进行了非线性风振反应分析,分析表明该结构具有良好的抗风性能.通过改变几何、结构、荷载等参数,研究诸多因素对素承网壳风振反应的影响,结果表明矢跨比和撑杆长度是索承网壳抗风设计的主要控制参数.

整体叶盘叶片砂带磨削加工振动数值仿真研究

以整体叶盘叶片型面砂带磨削过程中的加工振动规律为研究对象,采用改变磨削正压力,砂带线速度,进给速度和接触轮硬度各项工艺参数的正交试验法,基于ABAQUS对磨削过程中进行多磨粒数值仿真,得到了整体叶盘叶片型面砂带磨削过程的加工振动规律。最后,通过对仿真结果的评价,得到了各工艺参数对加工振动的影响规律,按影响程度由大到小排序依次为:磨削正压力,砂带线速度,进给速度和接触轮硬度。