摘要:对自由大范围运动情况下刚体-柔性梁系统的刚柔耦合动力学特性进行了研究。考虑系统作平面大范围运动及柔性梁的纵向和横向变形,在纵向变形位移中计及横向弯曲引起的轴向缩短,即耦合变形项。采用假设模态法对柔性梁进行离散,运用拉格朗日方程推导出系统刚柔耦合动力学方程。分大范围运动为转动、平动，平面运动进行了动力学仿真,重点探讨了大范围平动下的刚体柔性梁系统的刚柔耦合动力学特性。首先研究了系统在外界激励作用下的耦合动力学,其次分析了已知大范围平动对柔性梁小变形运动的影响。结果表明:零次近似模型不能反映大范围平动和柔性梁小变形运动之间的耦合作用;在不同的大范围平动加速度下,柔性梁中既可存在动力刚化效应,也可存在动力柔化效应。

摘要:研究了超临界速度下,两端固定的轴向运动梁静平衡位形及其分岔,以及横向非线性振动前两阶的固有频率。在超临界范围,轴向运动梁的静平衡位形由直线和对称曲线组成。基于轴向运动梁横向振动的非线性积分-偏微分控制方程,给出了固定边界条件下非平凡静平衡位形的解析表达式,讨论了梁的物理参数对轴向运动临界速度的影响。对于非平凡静平衡位形,经坐标变换,建立超临界轴向运动梁连续陀螺系统的标准控制方程。结合有限差分法以及离散傅立叶变换研究了超临界状态下梁横向振动的前两阶固有频率。并将数值结果与局部线性化后的Galerkin截断结果相比较。

摘要:研究了受非高斯色噪声参激的Van der Pol Duffing振子在平凡解邻域内的随机稳定性。首先利用物理学中已有的经典结果,经过近似处理,将非高斯色噪声简化为Ornstein Uhlenbeck过程,然后通过尺度变换和线性随机变换得到了与系统响应的矩Lyapunov指数相关的特征方程,通过摄动法求得了矩Lyapunov指数、稳定指标、最大Lyapunov指数的二阶近似解,给出了系统响应p阶矩渐进稳定和几乎肯定渐进稳定的条件。最后通过对数值结果的分析,讨论了噪声参数及系统参数对系统响应矩稳定性的影响。

摘要:研究了轴向流中两端支承圆柱体的动态特性。对Modarres-Sadeghi等人建立的非线性运动微分方程进行了简化,得到细长圆柱体比较简单的非线性理论模型。利用简化后方程对系统的稳定性和屈曲、颤振等失稳现象进行了分析,其结果与Modarres-Sadeghi等人的相应结果不仅在定性趋势上完全相同,而且在一些关键分岔点(失稳点)的位置等定量数据也非常相近。

摘要:由于车辆的存在,在桥梁的动力试验中,测试到的桥梁频率实际上是以桥梁振动为主要振动形式的车-桥耦合系统的振动频率(工程上称为有载频率),而非桥梁自身的固有频率。基于车-桥系统的耦合振动模型和模态分析技术,提出了多个车辆作用下的桥梁有载频率计算方法。在中小跨径的公路桥梁的动态检测中,往往采用单个车辆对桥梁进行激振。对此推导出了单个车辆作用下的桥梁有载频率的简便计算公式。基于单个车辆作用下的桥梁有载频率计算公式,进一步得到了基于有载频率计算桥梁自振频率的解析表达式。最后以某钢筋混凝土梁为例,采用有限元方法计算出的桥梁有载频率为基础数据,充分验证了方法的可行性和有效性。

摘要:苏通大桥地处中国东部沿海地区,该地区易受台风袭击。为了分析该桥桥址区的实际台风特性,建立桥址区台风特性数据库,在大桥塔顶、主梁跨中及梁端安装了超声风速仪进行桥址区风特性现场实测。2008年7月台风“凤凰”袭击江苏时,风速仪记录了经过桥址区的三维强风样本。通过对实测凤凰台风数据的分析,得到了10-min平均风速和风向、紊流强度、紊流积分尺度以及紊流功率谱密度函数等强风特性。结合与现行桥梁抗风规范的对比,总结了桥址区的台风特性及规律。结论为大桥的抗风评价提供了可靠依据,同时可供华东沿海地区其它工程结构的抗风参考。

摘要:铁路车辆车体的柔性是其固有属性。假设车体为柔性体而轮对、构架为刚性体,并将车辆视为通过赫兹接触弹簧支撑在轮轨接触界面之上的空间结构。在通用有限元软件中采用刚度极大的梁单元建立轮对和构架模型,而采用刚度适当的梁单元建立车体模型,并利用弹簧单元模拟第一系和第二系悬挂线弹性刚度。将车辆悬挂系统的阻尼力、作用在轮对上的轮轨力作为虚拟力施加在车辆子系统上,将作用在轨道上的轮轨力类似地作为虚拟力施加在桥梁子系统上。对车辆线弹性有限元模型以及桥梁有限元模型进行模态分析,结合采用模态叠加法和拟力法形成车辆-桥梁耦合系统运动方程,运用迭代方法求解系统振动响应。对高速列车通过多跨简支梁时的刚性和柔性车体振动现象分别进行数值仿真再现,既验证了提出的计算方法,也表明考虑车体柔性对共振时车体加速度计算值有较大影响,而对桥梁加速度基本无影响。

摘要:采用半解析法研究了列车荷载作用下板式轨道-下卧饱和土体系统的动力响应问题。采用双层弹性Euler梁来模拟板式轨道中的钢轨和轨道板,采用弹簧-阻尼器来模拟轨下垫圈。列车荷载采用一系列移动的点荷载来模拟,下卧土体采用多孔饱和半空间模型,并假定半空间土体表面与轨道板接触面完全透水。利用Fourier变换方法在变换域内求解轨道和土体的控制方程,饱和土体动力响应在时域内的结果通过快速Fourier变换求得。文章中主要研究了轨道板刚度和土体渗透系数对土体位移和加速度响应的影响。研究表明,土体中液相介质的存在会对土体的振动响应产生很大影响,且适当增大轨道板刚度可有效控制高速列车引起的土体动力响应。

摘要:为解决液下泵导轴承磨损失效问题,基于转子系统动力学和弯曲特性分析,针对液下泵转子导轴承的特殊结构和设计要求,提出了与之相应的设计参数模型。针对此模型,分析了液下泵转子导轴承系统的设计参数特性,为指导液下泵转子系统的机械设计,改善动力学特性,解决或减少导轴承磨损失效问题,提供了理论基础。

摘要:基于单相弹性土体的运动方程以及横观各向同性材料的本构关系,研究了轴对称条件下端承桩在横观各向同性土体中的耦合扭转振动响应问题。在柱坐标下推导得到横观各向同性土体受谐和扭转荷载作用的动力控制方程,并采用分离变量法求得了土体扭转振动位移形式解。依据桩土接触面上的衔接条件,求解了桩身的动力平衡方程,并在频域内得到了桩身转角、扭矩和桩顶复刚度的解析解。最后分析了横观各向同性土体的力学参数对动力响应的影响。结果表明,横观各向同性土体的力学参数对桩顶复刚度、桩身转角和扭矩沿深度方向的变化均有着显著影响。

摘要:提出采用共轭梯度正则化方法稳定基于分布源边界点法的近场声全息重建过程,控制测量误差对重建结果的影响。共轭梯度法中的最佳迭代次数通过在全息面与源面之间布置一个小型辅助面,并通过最小化测量值与重建值之间的相对误差来选取。与Landweber迭代正则化方法相比,该方法同样具有较高的重建精度,但迭代时间却大大减少。对实际声源的实验研究验证了采用共轭梯度正则化方法控制近场声全息重建误差影响的有效性及其优越性。

摘要:针对目前海南圣女果在储运过程中的主要包装形式以及造成破损的情况,选择典型运输包装件,按照国家测试标准进行定频、扫频、堆码、垂直冲击和跌落实验,研究圣女果包装件损坏的主要原因。通过振动实验,测出了包装件的共振频率为53.1 Hz；通过堆码强度实验,测出了包装件的最大堆码层数为9层。通过垂直冲击实验,测出了圣女果的脆值为93.84；通过跌落实验,测出了包装件最大允许跌落高度为550 mm。最后评价包装件在储运过程中对圣女果的防护能力,并提出改进建议。

摘要:针对齿轮故障振动信号的非平稳特性,将局部均值分解(Local mean decomposition,LMD)引入齿轮故障诊断,提出了基于LMD的循环频率和能量谱概念,并根据齿轮故障振动信号的特点建立了两种齿轮故障诊断方法:基于LMD的循环频率方法和局部能量谱方法。采用LMD方法能将齿轮振动信号自适应地分解为若干个单分量信号,而循环频率和能量谱则分别反映了齿轮振动信号的相位调制信息以及信号能量在时频面上的分布情况,从而可以提取出齿轮振动信号的故障特征。将这两种方法应用于实际齿轮箱的故障诊断中,结果表明两种方法都能有效地提取齿轮故障特征信息。

摘要:针对递归图只能对信号进行定性分析,不利于其深入应用的缺点,应用递归定量分析方法对各种故障模式振动信号进行定量分析。采用确定率和层流率组成齿轮故障识别的特征向量,并结合高斯混合模型实现齿轮故障模式识别。以齿轮故障实验台上所测取的实验数据为对象,分别采用Re-substitution检验法，Jackknife检验法和Independent dataset 检验法对提出的方法和RBF人工神经网络分类算法进行检验。结果表明,递归定量分析与高斯混合模型相结合应用于齿轮故障模式识别具有更高的识别率。

摘要:首先阐述了结构响应标准差谱的基本概念。以结构位移、速度和加速度稳态响应标准差谱误差最小为准则,阐明了对谱表达方法谐波分量频率进行优选的基本思想。在此基础上,提出了确定性频率和频率随机化两类频率优选方法。以Clough-Penzien谱为例,进行了数值实例分析。研究表明,当结构基本周期在0～3 s之间时,随机激励选取7个谐波分量即可,而对于基本周期在0～6 s的结构,随机激励含有50个谐波分量已经足够。这与经典谱表达方法中采用均匀频率取点时通常需要500～600个谐波分量相比,极大地降低了随机变量个数,有效地提高计算分析效率。

摘要:局部均值分解(Local mean decomposition,简称LMD)方法通过滑动平均方法平滑局部均值线段和局部幅值线段得到局部均值函数和包络估计函数,从而实现信号的分解。但滑动平均方法会产生相位差以及平滑步长的选择具有一定的主观性,这样会使分解结果不理想。对LMD方法进行了改进,采用有理样条插值函数(Rational spline)求取信号的上下包络线,然后通过上下包络线计算信号的局部均值函数和包络估计函数,克服了原LMD方法中采用滑动平均方法带来的缺陷。通过对仿真信号以及滚动轴承故障振动信号的分析,表明改进后的LMD方法优于原LMD方法。

摘要:工程上的振动信号多为非线性非平稳信号,为了利用工程振动信号预测机械产品的疲劳剩余寿命,提出改进的经验模态分解方法对振动信号进行分解,分离故障特征频率到某本征模态函数中,计算全寿命周期各阶段故障特征频率所在本征模态函数的均方根值、峭度等时域特征指标,将其作为刻画机械产品健康状态的退化特征量,形成退化特征量序列,根据经验设定机械产品完全失效对应的退化特征量阈值。用退化特征量序列训练灰色模型,然后用训练好的灰色模型预测退化特征量的变化趋势,判断不同退化特征量用于刻画机械产品退化过程的可行性,估计可用退化特征量达到退化特征量阈值的时间并据此预测机械产品的剩余疲劳寿命。通过6205深沟球轴承全寿命周期振动信号对其进行验证,结果表明,可用的退化特征量结合该方法可以有效地预测小型球轴承的疲劳剩余寿命。