多自由度线性阻尼系统的频域及时域响应分析

本文从分析频率方程解的形式出发，通过设定响应的频域形式，得出自由振动时域响应的显式解，并导出任意强迫振动的Ｄｕｈａｍｅｌ积分．文中的分析方法适用于系统质量、阻尼、刚度阵均为非对称的情形，且属于精确求解．     

基于参数展开的同伦分析技术及其应用

提出了一种基于参数展开的新的同伦分析技术(PE-HAM)：结合参数展 开技术和同伦理论将一非线性动力系统(不要求系统内含有小参数)的求解问题转化为一组 线性微分方程的求解问题，并将之运用到强非线性振动领域. 用该方法研究了强非线性 Duffing系统的响应问题，得到了一阶近似解. 作为特例讨论了保守Duffing系统和受谐和 激励的耗散Duffing系统的稳态响应问题. 数值模拟的结果，说明了新方法的有效性.     

求解任意形状厚板自由振动的微分容积法

用一种新型的数值方法－微分容积法求解具有任意形状的厚板自由振动问题。该方法的基本思想是将任意一个线性微分算子对函数的作用值如一个连续函数或其任意阶偏导数、或其线性组合在某点处的值表示为域内各点函数值的线性加权组合，如此可将问题的控制方程和边界条件离散成为一组线性齐次代数方程。这是一典型的特征值问题，其特征值可用子空间迭代法求解。文中给出了详细的计算公式，用一些数值算例说明了该方法求解中厚板自由振动问题的可行性、有效性和通用性，并通过与有关文献比较验证了该方法的数值精度。     

液体边界层对平板结构振动阻尼效应分析

本文分析了液体边界层对平板振动的阻尼效应，基于液体的Stokes边界层理论，建立了考虑液体边界层阻尼效应的平板振动单自由度系统运动方程，利用Laplace变换方法求解了运动方程，得到了平板结构的位移响应解答，制作了一个单自由度质量-弹簧系统来测量水体粘滞阻尼效应，并将理论与试验结果进行了对比分析，表明Stokes边界层理论能较好模拟水体的粘滞阻尼特性，边界层阻尼明显减小了结构的动力响应，本文最后讨论了所提的分析方法的适用范围．     

含裂纹转子在变速过程中的瞬态振动

本文分别针对理想和非理想能源，研究了含裂纹的转子加速通过主共振区、次共振区和参数共振区的瞬态振动。结果表明，转子过次共振及参数共振区的瞬态特性可能成为诊断裂纹的重要依据。另外，本文采用主谐波变换，将转子系统的运动分方程变换成了用主谐波系数表示的方程，用该方程求转系统远离次共振和参数共振点的稳态响应时，可用求解代数方程来代替求解原微分方程，从而使求解更简便。     

参数激励与强迫激励联合作用下非线性振动系统的分叉

本文利用多尺度法研究了参数激励与强迫激励联合作用下非线性振动系统的分叉问题,给出了分叉集和八种分叉响应曲线。     

一种用于非线性振动系统的模态分析方法

本文提出了一种用于非线性振动系统的模态分析方法,将求解非线性系统模态的问题化为求解非线性特征值、特征向量的问题,利用模态研究系统的响应,文中分析了非线性保守系统、非线性自治系统和非线性非自治系统的线性模态,导出了三个模态包含原理。     

任意圈层径向非均质土中桩的纵向振动特性

研究三维轴对称条件下径向非均质土中桩的纵向振动. 首先将桩 周土体沿径向分为任意圈层来考虑土体的径向非均质性，每个圈层土体均质; 然后结合边界 条件和相邻圈层土体之间接触面上位移和应力连续条件，对任意圈层土体动力平衡方程由外 而内逐层求解，进而利用桩-土完全耦合条件求解桩动力平衡方程，得到桩顶的频域响应解析 解和时域响应半解析解; 最后通过对土体主要控制参数的研究，得出了土体径向非均匀性对 桩-土动力响应的影响.     

存在间隙的多自由度系统的周期运动及Robust稳定性

研究一类存在间隙的多自由度振动系统的动态响应．系统由线性元件构成，但其中一个元件的最大位移不能超过由刚性平面约束所确定的阀值．应用模态矩阵方法将系统解耦，并根据碰撞条件和由碰撞规律所确定的衔接条件求得系统的周期运动及其稳定条件．将Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法应用于周期运动的扰动差分方程，导出了含不确定参数的碰撞振动系统周期运动的鲁棒（Ｒｏｂｕｓｔ）稳定性条件．文末用一个二自由度系统阐明了方法的有效性     

考虑桩土相互作用效应的桩顶纵向振动时域响应分析

在考虑桩土耦合作用以及土竖向波动效应条件下，对均质滞回材料阻尼土中弹性支承桩桩顶纵向振动时域响应进行了理论研究。首先建立了桩与滞回阻尼土在谐和振动情况下的定解问题，然后先对土层动力平衡方程进行求解并得到土体振动位移形式解，接着依据平衡条件将该形式解祸合进桩身动力平衡方程，并通过对桩动力平衡方程的求解，最终得到桩顶位移和速度频域响应解析解和半正弦脉冲激励作用下桩顶时域响应的半解析解。通过与其它相关理论解的对比验证了本文解的正确性和适用性，并基于所得解对桩顶时域响应特性进行了分析，最后将理论曲线与现场工程实测曲线进行了拟合对比，结果表明两者符合较好。     

垂直冲击消振系统简谐激励响应及稳定性分析

运用迭代映射及其稳定性分析原理,研究了垂直冲击消振系统的简谐激励响应及其周期响应的稳定性．首先建立了稳定周期响应的参数区域边界方程,分析了稳定周期运动向混沌转变的一般规律．然后以典型的二阶主振系为例,得到了几个对消振效果影响较大的稳态周期响应区域的详细数值结果,讨论了稳态周期响应区域及附近的消振效果．     

Formation of positional strategies for a differential game in Krasovskii's method of extremal aiming

The problem of estimating the accuracy of control algorithms for a linear system on a finite time interval in the presence of initial and time-varying perturbations is considered from the standpoint of maximin testing methods. A method of forming the positional strategies of testing based on a modification of Krasovskii's method of extremal aiming is proposed. It is shown by an example that the convex reachable set of a control system has a multiextremal support function.     

滞变智能隔震结构的序列最优控制算法

将地震波简化为一系列脉冲,在每个时间步长上重新构造控制目标函数,建立了一种新的时域内的结构振动最优控制算法,并在滞变模型的智能隔震结构中用状态转移法加以实现.文中采用Bouc-Wen模型描述结构恢复力,并利用等效线性化方法处理非线性运动方程,分别导出了状态反馈和输出加权的两种表达式.文末选用作者承担设计过的实际隔震建筑中的一个单体工程作为算例,比较了输入三种不同地震波时各种算法的控制效果.结果表明,在相同控制能量下,本文算法对滞变结构能有效地削减响应峰值,综合性能优于现有的两种时域内的结构最优控制算法.     

Vibration control of a transversely excited cantilever beam with tip mass

The problem of controlling the vibration of a transversely excited cantilever beam with tip mass is analyzed within the framework of the Euler–Bernoulli beam theory. A sinusoidally varying transverse excitation is applied at the left end of the cantilever beam, while a payload is attached to the free end of the beam. An active control of the transverse vibration based on cubic velocity is studied. Here, cubic velocity feedback law is proposed as a devise to suppress the vibration of the system subjected to primary and subharmonic resonance conditions. Method of multiple scales as one of the perturbation technique is used to reduce the second-order temporal equation into a set of two first-order differential equations that govern the time variation of the amplitude and phase of the response. Then the stability and bifurcation of the system is investigated. Frequency–response curves are obtained numerically for primary and subharmonic resonance conditions for different values of controller gain. The numerical results portrayed that a significant amount of vibration reduction can be obtained actively by using a suitable value of controller gain. The response obtained using method of multiple scales is compared with those obtained by numerically solving the temporal equation of motion and are found to be in good agreement. Numerical simulation for amplitude is also obtained by integrating the equation of motion in the frequency range between 1 and 3. The developed results can be extensively used to suppress the vibration of a transversely excited cantilever beam with tip mass or similar systems actively.     

车辆-轨道系统垂向随机振动的辛方法分析

将轨道视为无限长的周期结构，建立车辆轨道垂向耦合模型. 使用虚拟激励 法将随机的轨道不平顺激励转化为确定性的简谐激励，再用辛数学方法求解轨道结构的频率 响应特性和耦合系统的响应功率谱. 整个计算模型只有26个自由度，求解过程快速而精确. 数值算例中，将该方法与常规有限元方法进行了比较，验证了方法的高效性和正确性, 讨论了车辆速度对系统随机响应的影响.     

给出不确定性激励下的动态响应边界——一种非随机振动分析方法

提出了一种非随机振动分析方法,可给出系统在不确定性激励下的动态响应边界,从而为实验信息相对缺乏的不确定性振动分析及未来的可靠性设计提供一种新的计算工具.采用非概率凸模型过程而非传统的随机过程描述不确定性动态激励,仅需知道激励在任意时刻点的边界信息而非精确概率分布,从而有效降低对大样本量的依赖性.针对单自由度和多自由度系统,建立了相应的非随机振动分析算法,以求解系统在不确定性动态激励下的响应区间;另外,也给出了蒙特卡罗仿真方法,为非随机振动提供一种最为一般的分析工具.最后,通过3个数值算例验证了本文方法的有效性.非随机振动分析方法可以作为传统随机振动理论的补充,在工程不确定性结构动力学分析及结构可靠性设计领域发挥作用.     

非均匀调制随机激励下系统的非平稳响应分析

基于时域复模态分析，提出一种非均匀调制随机激励下系统非平稳响应特性的解析解法，用Ｎｉｉｇａｔａ地震激励模型作了说明．算例与仿真结果吻合良好．     

Steady-state responses of a belt-drive dynamical system under dual excitations

The stable steady-state periodic responses of a belt-drive system with a one-way clutch are studied. For the first time, the dynamical system is investigated under dual excitations. The system is simultaneously excited by the firing pulsations of the engine and the harmonic motion of the foundation. Nonlinear discrete–continuous equations are derived for coupling the transverse vibration of the belt spans and the rotations of the driving and driven pulleys and the accessory pulley. The nonlinear dynamics is studied under equal and multiple relations between the frequency of the firing pulsations and the frequency of the foundation motion.Furthermore, translating belt spans are modeled as axially moving strings. A set of nonlinear piecewise ordinary differential equations is achieved by using the Galerkin truncation.Under various relations between the excitation frequencies,the time histories of the dynamical system are numerically simulated based on the time discretization method. Furthermore, the stable steady-state periodic response curves are calculated based on the frequency sweep. Moreover, the convergence of the Galerkin truncation is examined. Numerical results demonstrate that the one-way clutch reduces the resonance amplitude of the rotations of the driven pulley and the accessory pulley. On the other hand, numerical examples prove that the resonance areas of the belt spans are decreased by eliminating the torque-transmitting in the opposite direction. With the increasing amplitude of the foundation excitation, the damping effect of the one-way clutch will be reduced. Furthermore, as the amplitude of the firingpulsations of the engine increases, the jumping phenomena in steady-state response curves of the belt-drive system with or without a one-way clutch both occur.     

自由端受磁力吸引悬臂梁的非线性振动

研究了含分式函数的非线性磁力系统的受迫振动.磁铁吸引力横向作用在悬臂梁自由端处.根据含有非线性边界的连续体模型,给出了非平凡静平衡位形.以稳定位形作坐标变换后,计算了相应的固有频率,并求得微幅受迫振动稳态响应的近似解析解.研究了不同磁铁间距与频响曲线的关系,结果表明磁力方向和大小对它们均有较大影响.数值结果与解析结果吻合得很好.     

两尺度Duffing系统的动力吸振器减振研究

两尺度耦合的Duffing系统存在复杂振动, 此类振动具有振幅大、频率高的特点, 对系统的危害不容忽视. 研究了线性动力吸振器对低频参数激励下Duffing系统的振动控制问题, 通过对比耦合动力吸振器前后系统的时间历程图、相图, 发现加入动力吸振器后系统会由单一振动模式转变为混合振动模式(簇发振动), 振动幅值明显减小, 尤其对高频振动部分抑制明显. 利用快慢分析法, 当参数激励为慢变过程时得到相应的自治系统, 并发现自治系统稳定性与分岔行为对非自治系统振动响应具有明显调节作用. 研究结果表明, 虽然耦合动力吸振器前后自治系统均发生叉形分岔, 但是加入吸振器后自治系统稳定性发生变化, 稳定中心变为渐进稳定的焦点, 稳定平衡线对非自治系统轨线的吸引力增强, 使得响应振动幅值减小; 另外轨线在不同吸引子之间的跳跃次数减少, 也是导致响应振动幅值减小的另一个原因. 通过对参数激励的相关参数减振效果分析, 发现加入的动力吸振器在较大的振动幅值和频率范围内都能起到抑制系统振动的作用. 为两尺度系统耦合线性动力吸振器减振研究提供了理论依据.