多自由度强非线性颤振分析的增量谐波平衡法

对多个自由度上含有强非线性项系统的颤振问题,推广应用增量谐波平衡法进行分析．考虑带有强非线性立方平移和俯仰刚度项的二元机翼颤振方程,首先将方程用矩阵形式表示,然后把振动过程分解成为振动瞬态的持续增量过程,再采用振幅作为控制参数应用谐波平衡法,以这种推广的增量谐波平衡法求得方程解的表达式,并由此分析系统的分岔现象、极限环颤振现象和谐波项数的取值问题,最后用龙格-库塔数值方法进行验算,结果表明:分析多个自由度的强非线性颤振,增量谐波平衡法是精确有效的．     

基于移动载荷响应的多跨连续桥梁损伤检测

应用有限元法将连续桥梁结构离散为两跨弱耦合欧拉-伯努利梁模型,研究了该弱耦合梁系统由于局部损伤而引起的振动模态局部化现象.利用Newmark直接积分法求出在移动车载作用下桥梁的动态响应,并进一步推导出动态响应桥梁对物理参数(如杨氏模量)的时域灵敏度.在反问题中利用基于响应灵敏度的有限元模型修正法识别出桥梁的局部损伤,并讨论了人工测量噪声对损伤识别结果的影响.算例表明该方法能够快速有效地检测具有相重频率的弱耦合系统的局部损伤,并具有精度高、对测量噪声不敏感等特点.     

基于改进蜂群算法的结构损伤识别

人工蜂群算法是一种元启发式算法,具有构架简单、易于操作、鲁棒性较好的特点。本文对原始蜂群算法进行了完善:在食物源的遴选方式上,采取锦标赛机制代替标准算法的轮盘赌机制;在跟随蜂阶段引入局部搜索能力更强的公式来刻画蜜蜂采蜜过程。将结构的损伤归结为单元刚度的折损,然后利用频率残差和模态确保准则(MAC)构建问题的目标函数,再使用原始算法和改进的算法求解该非线性优化问题,得到最后识别结果。算例表明,改进算法比原始算法能够更加有效地识别出局部损伤,并且抗噪能力更强。     

一种改进的模型缩聚方法

提出了一种改进的模型缩聚方法．针对Guyan法缩聚技术的不足之处作出改进,推导了相关公式．以平面桁架结构为算例,比较了改进方法与Guyan方法的模态计算结果．结果表明,改进的方法比Guyan 方法提高了精度．     

利用不对称外挂提高飞机颤振速度的方法研究

根据模态局部化理论及颤振模态的转变机理，详细研究了不对称外挂颤振这一重要的飞机工程问题。系统讨论了利用不对称外挂提高飞机颤振速度的条件，为飞机抗颤振设计提供了一条新途径。     

非线性系统模态分叉与模态局部化现象

运用匹配法和多尺度法对一个两自由度非线性系统进行了研究，详细分析了非线性系统的模态分叉和局部化现象     

A Universal Matrix Perturbation Technique for Complex Modes

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭａｔｒｉｘｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｅｌｆ＿ａｄｊｏｉｎｔｓｙｓｔｅｍｓｈａｖｅｂｅｅｎｗｅｌｌｄｅｖｅｌｏｐｅｄ[1] .Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｍａｎｙｓｙｓｔｅｍｓｇｉｖｅｒｉｓｅｔｏｇｅｎｅｒａｌｎｏｎ＿ｓｅｌｆ＿ａｄｊｏｉｎｔｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ.Ｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｘａｍｐｌｅｓａｒｅａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｙｓｔｅｍｓ,ａｒｂｉｔｒａｒｉｌｙｄａｍｐｅｄｏｒｇｙｒｏｓｃｏｐｉｃｓｙｓ…     

准周期响应对称破缺分岔点的一种快速计算方法

稳态响应如周期及准周期解的分岔计算, 是非线性动力学研究的难点问题之一. 与计算方法及分析理论相对完善的周期响应相比, 准周期响应的求解只是在近些年才得到较大进展, 而且其分岔分析更加棘手, 仍需要更有效的理论和方法. 目前, 稳态响应尤其是准周期响应的分岔计算, 一般需采用数值方法, 通过调节参数反复试算得到. 为此, 本文基于增量谐波平衡IHB法提出一种快速方法, 可以高效地确定准周期响应的对称破缺分岔点. 方法的理论基础是在准周期解的广义谐波级数表达基础上, 当响应发生对称破缺分岔时, 其偶次(含零次)谐波系数将逐渐由0变为小量. 基于此性质, 将零次谐波系数预先设定为小量, 同时将分岔控制参数视为可变的迭代变量, 进而通过IHB法构造迭代格式. 作为算例, 研究不可约频率作用下的双频激励Duffing系统以及Duffing-van der Pol耦合系统. 结果表明, 只要迭代格式收敛, 随着预设小量减小, 控制参数将逐渐接近分岔近似值; 同时, 通过提高谐波截断数可显著提高近似分岔值的计算精度. 所提方法无需反复试算, 只要迭代过程收敛、便可实现分岔点直接快速计算.      

Bifurcation and chaos of airfoil with multiple strong nonlinearities

The bifurcation and chaos phenomena of two-dimensional airfoils with multiple strong nonlinearities are investigated.First,the strongly nonlinear square and cubic plunging and pitching stiffness terms are considered in the airfoil motion equations,and the fourth-order Runge-Kutta simulation method is used to obtain the numerical solutions to the equations.Then,a post-processing program is developed to calculate the physical parameters such as the amplitude and the frequency based on the discrete numerical solutions.With these parameters,the transition of the airfoil motion from balance,period,and period-doubling bifurcations to chaos is emphatically analyzed.Finally,the critical points of the period-doubling bifurcations and chaos are predicted using the Feigenbaum constant and the first two bifurcation critical values.It is shown that the numerical simulation method with post-processing and the prediction procedure are capable of simulating and predicting the bifurcation and chaos of airfoils with multiple strong nonlinearities.     

Supercritical as well as subcritical Hopf bifurcation in nonlinear flutter systems

The Hopf bifurcations of an airfoil flutter system with a cubic nonlinearity are investigated, with the flow speed as the bifurcation parameter. The center manifold theory and complex normal form method are Used to obtain the bifurcation equation. Interestingly, for a certain linear pitching stiffness the Hopf bifurcation is both supercritical and subcritical. It is found, mathematically, this is caused by the fact that one coefficient in the bifurcation equation does not contain the first power of the bifurcation parameter. The solutions of the bifurcation equation are validated by the equivalent linearization method and incremental harmonic balance method.