轴向运动弦线横向振动的线性反馈控制

研究轴向运动弦线和作动器组成的耦合系统的横向振动控制。此系统被作动器分成未控和受控两部分,通过作用在作动器上的控制力对受控部分的横向振动进行控制。采用能量方法获得反馈控制规律,得到两种控制力,并用半群理论证实受控弦线横向振动的渐近稳定性和指数稳定性。在初始扰动和激励力作用下,通过数值仿真证实控制规律的有效性。     

轴向运动弦线横向振动的频域分析

轴向运动弦线是多种工程系统的模型.为明确轴向运动横向振动的频域特性,及探索频域方法的应用特点,本文用频域方法分析轴向运动弦线的横向振动.基于轴向运动弦线横向振动方程和边界条件,通过Laplace变换导出频率域中的控制方程,并将该控制方程和边界条件用状态变量表示.由状态空间中的控制方程导出特征方程,从而求出固有频率.由轴向运动弦线的矩阵函数计算得到系统的传递函数,然后用留数定理计算传递函数的Laplace逆变换,这样就可以得到时域响应.最后分析了轴向运动弦线的横向共振,若简谐外激励的频率与系统固有频率相同,系统响应将随时间无限增加.     

轴向变速运动粘弹性弦线的横向振动分岔

研究轴向运动弦线横向振动的分岔.弦线轴向速度为常平均速度带有简谐涨落,其粘弹性材料由Kelvin模型描述.建立系统的动力学方程并应用2阶Galerkin截断进行简化.计算了弦线中点的Poincare截面映射对平均轴向速度、轴向速度涨落幅值和弹性模量的分岔图.     

轴向运动梁非线性振动内共振研究

采用多元L-P方法分析轴向运动梁横向非线性振动的内共振,首先根据哈密顿原理建立轴向运动梁的横向振动微分方程,然后利用Galerkin方法分离时间和空间变量,再采用多元L-P方法进行求解,推导了内共振条件下频率-振幅方程的求根判别式,理论分析发现内共振与强迫力的振幅有关,而且可以从理论上决定这一界乎不同内共振的强迫力振幅的临界值,典型算例获得了轴向运动梁横向非线性振动内共振复杂的频率一振幅响应曲线,揭示了很多复杂而有趣的非线性振动特有的现象,多元L-P方法的数值结果,在小振幅时与IHB法的结果一致。     

超临界轴向运动梁横向非线性振动频域分析

数值方法研究超临界速度下轴向运动梁横向非线性振动前两阶固有频率.通过对非平凡平衡位形做坐标变换,建立超临界轴向运动梁的标准控制方程,一个积分-偏微分非线性方程.利用有限差分法数值离散梁两端简支边界下控制方程,计算轴向运动梁中点的横向振动位移,并将计算结果作为时间序列,运用离散傅立叶变换得到超临界轴向运动梁横向振动的频率.通过数值算例,讨论了系统参数对前两阶固有频率在超临界范围随轴向速度变化的影响.     

关于轴向运动梁科氏加速度的注释

对轴向运动梁横向非线性振动方程中出现的科氏加速度从理论力学的角度加以注释．     

运动柔性梁非线性振动主动控制的建模与分析

采用运动参考系方法,根据Ｊｏｕｒｄａｉｎ动力学普遍方程,导出了具有给定空间运动的弹性结构的有限元方程,进而得到其闭环振动控制方程,采用分段线性化的思想,由线性二次优化理论导出了有闭环反馈控制的以分段压电片作为执行器的运动柔性杆梁结构非线性振动的主动控制的分析方法,两个算例验证了所提方法的有效性。     

含轴向运动效应的裂纹梁横向振动频率研究

针对含轴向运动效应开口裂纹梁,借助裂纹梁连续等效刚度模型,将裂纹效应引入轴向运动梁的横向振动方程.应用传递矩阵法推导了求解其振动频率的特征方程,计算得到裂纹和运动参数连续变化情况下梁的一阶和二阶固有频率数值解.对裂纹和轴向运动参数对梁的振动频率的联合影响机理进行了分析,研究表明,对于梁的一阶和二阶固有频率,轴向运动速度和裂纹深度具有耦合作用效应.裂纹加深使得由轴向速度带来的频率衰减加速;同时,速度提升导致由裂纹引起的频率衰减变得更加剧烈.相较于二阶频率,耦合作用效应对于一阶频率表现得更加显著.     

主动振动控制中的非线性研究

本文采用磁致伸缩作动器进行了主动隔振的研究,分析,试验的结果表明,由于磁致缩材料的伸长率与磁场强度之间的非线性特性,导致了该作动器的输出具有谐波成分,激励激的运动亦可表示为杜芬方程的形式,试验证实,由于非线性的存在,主动振动控制效果受到影响。文中通过对激励源的振动信号进行分析,发现这一运动可能是混沌的。     

轴向运动层合圆柱壳体的振动特性

研究了轴向运动层合圆柱壳体的振动特性.基于Donnell壳体理论,建立了轴向运动层合圆柱壳体的横向振动方程,使用Galerkin方法求解该振动方程,得到其固有频率,通过与有限元结果对比说明方法的有效性.分析了轴向速度、纤维方向角、长径比和厚径比对壳体振动特性的影响.研究表明:当纤维方向角为(15°/-15°)s时,轴向运动柱壳前3阶固有频率达到最大值.     

轴向移动系统的参数振动问题研究进展

对近二十年来轴向移动系统(移动弦，移动梁和移动带等)的参数振动研究进展进行了详细的评述，特别关注了轴向张紧力和移动速度随时间改变时轴向移动系统的参数振动特性和稳定性等问题。文章首先讨论了所研究问题的控制方程。然后详细说明了目前研究中人们较为关注的几个重点问题，如参数激励的形式，求解方法和所研究的问题等。接着在其后的两节中，分别评述了在张紧力和移动速度随时间变化时，轴向移动弦和轴向移动梁的振动问题近年来的研究进展，详细、深入讨论了模型的类型、张紧力和轴向移动速度随时间变化的形式以及在研究中使用的解题方法和系统的振动特性(振动响应、固有频率和动态稳定性)等；最后给出了在此领域今后研究中应关注的问题。     

轮带系统横向振动的行波消去法

考虑作动器中张紧轮质量的影响,研究轴向运动弦线和作动器所组成的耦合系统的横向振动控制。此系统被作动器分成受控和未控两部分,在频域内利用Green函数法求解出系统的响应,采用行波消去法设计出控制律。在初始条件和激励作用下,利用Durbin拉氏变换数值反演法将受控系统的振动响应转化到时域内,并利用Matlab进行数值仿真。算例结果表明:在脉冲激励和正弦激励作用下,系统振动在3秒内分别减小到0和未受控制时的1/5,验证了控制律的有效性。     

Steady-state responses and their stability of nonlinear vibration of an axially accelerating string

The steady-state transverse vibration of an axtally movmg strmg wtm geometric nonlinearity was investigated. The transport speed was assumed to be a constant mean speed with small harmonic variations, The nonlinear partial-differential equation that governs the transverse vibration of the string was derived by use of the Hamilton principle. The method of multiple scales was applied directly to the equation. The solvability condition of eliminating the secular terms was established, Closed form solutions for the amplitude and the existence conditions of nontrivial steady-state response of the two-to-one parametricresonance were obtained. Some numerical examples showing effects of the mean .transport speed, the amplitude and the frequency of speed variation were presented. The Liapunov linearized stability theory was employed to derive the instability conditions of the trivial solution and the nontrivial solutions for the two-to-one parametric resonance. Some numerical examples highlighting influences of the related parameters on the instability conditions were presented.     

ON GALERKIN DISCRETIZATION OF AXIALLY MOVING NONLINEAR STRINGS

A computational technique is proposed for the Galerkin discretization of axially moving strings with geometric nonlinearity. The Galerkin discretization is based on the eigenfunctions of stationary strings. The discretized equations are simplified by regrouping nonlinear terms to reduce the computation work. The scheme can be easily implemented in the practical programming. Numerical results show the effectiveness of the technique. The results also highlight the feature of Galerkin＇s discretization of gyroscopic continua that the term number in Galerkin＇s discretization should be even. The technique is generalized from elastic strings to viscoelastic strings.     

Complex-mode Galerkin approach in transverse vibration of an axially accelerating viscoelastic string

Under the consideration of harmonic fluctuations of initial tension and axially velocity, a nonlinear governing equation for transverse vibration of an axially accelerating string is set up by using the equation of motion for a 3-dimensional deformable body with initial stresses. The Kelvin model is used to describe viscoelastic behaviors of the material. The basis function of the complex-mode Galerkin method for axially accelerating nonlinear strings is constructed by using the modal function of linear moving strings with constant axially transport velocity. By the constructed basis functions, the application of the complex-mode Galerkin method in nonlinear vibration analysis of an axially accelerating viscoelastic string is investigated. Numerical results show that the convergence velocity of the complex-mode Galerkin method is higher than that of the real-mode Galerkin method for a variable coefficient gyroscopic system.