考虑压电材料非线性特性时旋转式超声电机定子的主共振响应

考虑压电材料非线性本构关系，建立了旋转式超声电机定子的非线性动力学模型，利用解析与数值方法研究超声电机定子的主共振响应，以揭示压电材料非线性本构关系对定子振动特性的影响，为深入研究旋转行波超声电机的动力学机理奠定基础．     

压电超声电机的非线性动力学研究进展

压电超声电机 (ultrasonic motor, USM) 是一个具有闭环控制的机电耦合强非线性系统，在大功率情况下，会 表现出明显的非线性现象．其非线性因素主要表现为： (1) 定子与动子之间的接触非线性； (2) 定子材料非线性； (3) 温度、磨损等因素引起的缓变因素； (4) 驱动电网络中的非线 性因素．由于诸多非线性因素的存在，使得 USM 系统具有跳跃、滞后、共振频率漂移、死区 和饱和等非线性现象，同时，给 USM 的非线性动力学建模带来了困难．而 USM 闭环控制要求 有一个合理的动力学模型，因此，研究 USM 的非线性动力学建模是 USM 研究中的一个重要内 容．针对超声电机系统中普遍存在的非线性因素和非线性动力学建模方法进行了归纳， 对已有文献中有关超声电机非线性动力学的研究进行了总结，指出了有关该方面的若干研究 方向．     

滑动轴承-转子系统动力学研究若干成果

本文介绍近年来我们在滑动轴承-转子系统动力学理论和应用研究的若干结果：1．低频振动失稳机理：Hopf分岔；2．稳定裕度问题；3．非稳态分岔和碰摩；4．两跨转子实验中的双低频现象；5．轴系-支撑内共振与机组故障综合治理；6．非线性传递函数动平衡法。     

汽轮机转子在气流力和油膜力作用下的非线性动力学特性

为了分析转子在油膜力和气流激振力共同作用下的非线性振动特性，本文以短轴承支撑的不平衡刚性对称Jeffcott转子系统为研究对象，首先分析转子在非稳态油膜力作用下的振动特性，然后分析转子在油膜力和气流激振力共同作用下的非线性振动特性。采用数值模拟的方法研究了系统的分岔和混沌特性，计算结果表明，考虑气流激振力和油膜力共同作用下的转子系统与仅考虑油膜力的转子系统相比，在相对进气速度v=30m／s时，随着无量纲转速ω的增加。二者都出现了周期运动和混沌运动多次交替出现的复杂运动特性，但是前者首次出现倍周期分岔和混沌运动时的转运提前，在定转速情况下，随着v的增大，系统最终在经历周期运动之后进入混沌运动，而且圆盘中心的最大振幅随着v的增大而增大。     

多跨不平衡轴系的非线性动力学建模

给出了多跨弹性转子系统非线性动力学建模的准则，建立了一个两跨四支撑的16DOF不平衡非线性弹性转子的动力学模型，从有限元法导出了转子系统各段横向刚度系数的解析表达式，求出转子系统各轴颈处的等效负载，模型中采用非稳态油膜力模型。本文工作为研究多跨转子系统的非线性动力特性提供了条件。     

多种非线性力作用下不平衡弹性转子的分岔特性

研究了4自由度不平衡弹性转子在非线性油膜力、非线性内阻力和非线性弹性力联合作用下的动力学特性。结果表明，当只有非线性油膜力作用时，转子只存在由于油膜失稳而导致的倍周期分岔。而当非线性油膜力与非线性内阻力共同作用时，在油膜失稳后，转子产生低频振动。转速继续增加，还会诱发内阻失稳，产生概周期运动。在倍周期分岔中，存在分岔激变现象。本文发现的由于油膜涡动而导致的内阻失稳(概周期运动)是一种未见报道的转子失稳模式(组合失稳)，它与油膜失稳(倍周期运动)一起可作为转子故障诊断的典型失稳模式。     

略论素质教育形势下的基础力学教学

1 教学方法 1.1 第一堂课 第一堂课, 要谈一下总的学习方法. 理论力学课一般在大二第一学期开设. 经过一年的学习, 学生应对大学的学习方法有所体会, 大部分人已初步摸索出自己的一套方法. 但往往尚未成熟. 到大二, 新的课程上来了, 一些普遍的学习方法可以沿用, 但具体的课程又有新的特点, 应继续思考适合自己的学习方法. 1.2 善提问题 包括两个方面, 一是教师提问题, 二是学生提问题. 之所以提出问题, 是因为进行了思考; 提出了问题, 又启发了别人思考. 比如, 在动力学讲参考系时, 提出以下问题: (1) 运动与参考系有关, 力与参考系有关吗? (2) 牛顿定律在何种参考系中成立? 等等. 通过一系列的提问, 能引导同学进行思考, 进而加深对各种概念、理论的理解. 如, 在给出平面任意力系的平衡方程后, 提问: 三个代数方程给出力的平衡关系, 能求解三个独立代数未知量, 三个未知量是何种量? 进而引伸出求反力的目的, 不是求出反力后就没事了, 而是应继续求内力与应力、应变、变形等, 然后考察其强度与稳定性, 但这已不是理论力学的任务, 而是后续材料力学、结构力学或各专业课的内容. 另一方面是请学生提问. 允许学生在任何时间提问, 不仅在课下, 在课上也如此. 鼓励学生多思考、多提问, 带着问题去听课, 带着问题去看书.     

力学教学体会(摘录)──略论素质教育形势下的基础力学教学

随着高校教学课程内容的改革，许多工科学校在力学课程的改革实践中作了许多有益的尝试．我们先摘编３篇，供从事教学的同志参考．     

转子系统非线性动力学DEM建模研究

将DEM方法引入转子系统非线性动力学的分析计算,对其建模过程和有关本构关系,作了比较详尽的介绍。该模型可用于碰摩、弯曲振动和扭转振动等转子系统的大部分动力学和运动学问题分析计算,不仅适用于单跨转子系统,也适用于多跨转子系统,尤其是在碰摩计算时,可考虑其摩擦特性随时间历程而变的特点,从而使分析计算更加接近实际情况。     

坐标平面投影法及其在Lorenz混沌系统中的应用

坐标平面投影法（CPP）是研究搞维动力系统解性态的一种半解析半数值方法。它直接在状态空间中降维。通过保留2维物理空间变量，将其余变量设为该2维动力系统的虚拟参数，可研究该2维空间（降维系统RDS）中解的性态。所设虚拟参数由对原高维系统直接数值积分得到。由于在低维（2维）空间解析分析中引入由数值积分得到的虚拟参数，使得这一方法具有特色。本文通过Lorenz混沌系统，对CPP在研究高维系统解性态方面的有效性进行了探讨。结果表明，这一方法思想朴素，分析简单，从一个全新的角度对Lorenz混沌吸引子进行了解释，阐明了非线性混沌系统通向混沌的道路。本文还证明了降维系统（RDS）与高维系统（HDS）奇点之间的关系，对进一步研究HDS解的全面性态提供了条件。