一类准零刚度隔振器的分段非线性动力学特性研究

建立了一类带有滚轮装置的准零刚度隔振系统的分段非线性动力学模型,利用平均法对系统在基础激励下的动力学特性进行了理论分析,得到了系统主共振响应的一次近似解析解.利用数值方法对动力学方程求解,验证了平均法求解此类分段非线性动力学问题的有效性.进一步,讨论了激励幅值、阻尼对系统响应的影响,利用位移传递率评估了隔振系统的隔振性能.结果表明,激励幅值和阻尼对系统响应具有显著影响:激励幅值较小时,该准零刚度隔振系统的隔振性能明显优于相应的线性系统;而随激励幅值增大时,其隔振性能变差,但最多与线性系统相当,而不会变得更差,此特征优于传统准零刚度隔振系统.     

带刚性限位的双层隔振系统的离散随机模型

研究由多刚体组成的带刚性限位的双层隔振系统,对其冲击后受到周期性外激励和低强度噪声扰动共同作用下可能会产生的碰撞进行了分析．基于单向约束多体动力学理论,导出了此隔振系统的最大Poincaré映射,建立了其冲击后的零次近似随机离散模型和一次近似随机离散模型．通过对一MTU公司的柴油机隔振系统冲击作用后振动响应的调查指出,由于可能发生间歇性碰撞,该系统呈现复杂的非线性特性．零次近似模型和一次近似模型有较大的区别,低强度的噪声也会对系统产生较大的影响．得到的结果对如何正确设计带刚性限位的双层隔振系统提供了理论参考依据．     

非线性二阶阻尼微分方程的振动定理

考虑带有非线性阻尼项的一类二阶微分方程的振动性质.在一般的假设下我们建立了这类方程的若干新的振动准则.所得结果推广和改进了文献中的某些结果.     

一类窄带随机激励下的非线性问题的同伦解法

利用同伦映射理论,研究了一类窄带随机激励下的非线性问题,在适当的条件下,较简捷地得到了问题解较高精度的估计式.     

考虑旋转壳几何非线性时的随机响应研究

提出了一种统计线性化迭代法（IMSL）。利用这种方法,在形成非线性几何关系等效线性项的基础上,建立了非线性振动方程的等效刚度矩阵。通过求解方程,分析了几何非线性对旋转壳随机响应的影响。     

超低频被动垂直隔振系统研究 *

在扭杆弹簧的扭臂上安装附加质量构成了一种超低频被动垂直隔振系统 .理论分析和实验结果表明 ,带有附加质量的扭杆弹簧隔振系统具有良好的隔振性能和较长的共振周期 .在10Hz处 ,隔振系统的检验质量对地脉动噪声的响应达到3×10 ^-12 m/Hz^1/2 .在6Hz处 ,系统的隔振率为- 60 dB ,比无附加质量的系统降低近30dB .系统的共振周期可从无附加质量时的 5.2s增加到21.3s.     

具有非线性阻尼项的p-方程组非线性扩散波的Lp-衰减率

讨论了具有非线性阻尼项的p-方程组的Cauchy问题解的L^p(2≤ p≤ +∞) 收敛率. 具体地说, 当相应的初始扰动(w₀(x), z₀(x))Î(H³´ H²)(R), 并且|v₊-v_-|+||w₀||₃+||z₀||₂充分小时, 对应的Cauchy问题存在唯一的整体解(v(x,t), u(x,t)), 并且依时间渐近收敛到由Darcy定律得到的非线性扩散波. 此外, 还得到了解的L^p(2≤ p≤ +∞)收敛率.     

一类非线性随机种群动力学模型的最优收获控制

研究了一类非线性随机种群动力学模型的最优收获控制问题,得出了在外界环境对系统产生影响的条件下,最优控制所满足的必要条件及其最优性组,所得到的结论是确定性种群系统的扩展.     

阻尼Gauss-Newton方法解非线性不等式组

本文研究了非线性不等式组的求解问题.利用了阻尼Gauss-Newton方法求解非线性方程组,获得了该算法的全局收敛性,推广了Gauss-Newton法在解非线性方程组方面的应用.     

一类具有非线性阻尼的梁系统的整体吸引子

利用经典的算子半群理论,研究了一类具有非线性阻尼和非线性外力项的梁方程的初边值问题,证明了系统解的存在唯一性,然后引入一个算子半群;利用经典的算子半群分解方法,证明了系统存在整体吸引子.     

分析非线性系统随机响应的一种等效非线性化方法*

本文提出了分析非线性系统随机响应的一种新的等效非线性化方法。文中阐述了该方法的基本思想和处理方法,并对几种常见类型的非线性系统进行了分析和计算,结果表明,利用本文提出方法所得的均方位移响应与精确解或者Monte Carlc模拟解之间具有较好的一致性,并比等效线性化方法有更高的精度。     

基于非线性能量阱的双频激励非线性系统减振

针对某型民用航空发动机双频带激励特点,建立了单自由度线性振子耦合非线性能量阱（nonlinear energy sink,NES）的动力学模型.根据典型双转子发动机在巡航状态下低、高特征频率比（1∶4.74）,为系统设定双频带简谐外激励.利用四阶Runge-Kutta算法,研究了耦合NES振子时系统的振动抑制特征,并从外激励频率对系统主振子动能、系统总体能量的影响等方面,与未耦合NES系统、耦合线性动力吸振器两种情况下的数值计算结果进行对比分析.研究结果表明NES对双频带外激励具有更好的振动抑制效果,用NES降低航空发动机振动有可行性.     

随机参数作用下参激双势阱Duffing系统的随机动力学行为分析

基于正交多项式逼近理论,研究了在不同随机参数作用下参激双势阱Duffing系统的随机动力学行为.首先,借助Poincaré(庞加莱)截面分析系统的复杂动力学行为;其次,分别针对系统非线性项系数和阻尼项系数为随机参数的情况,运用正交多项式逼近法,将随机参数Duffing系统转化为与之等价的确定性扩阶系统,并证明其有效性;最后,运用等价确定性扩阶系统的集合平均响应,揭示随机系统的动力学特性,以及随机变量强度变化对系统产生的影响.数值结果表明,对于多吸引子共存情形,参激双势阱Duffing系统在随机非线性项系数影响下,其动力学行为较为稳定,共存吸引子与确定性情形保持一致;而当阻尼系数为随机参数时,随着随机变量强度的增加,部分共存吸引子将发生分岔现象.     

复合隔振体系多目标优化研究

传统动力设备的隔振,往往仅着眼于设备本身的振动抑制,而将其连接基础视为绝对刚性,忽略其振动.考虑"设备-隔振器-薄板基础"为复合隔振体系,设备通过4点安置在薄板上;并基于机械四端连接特性,推导了力的传递率.随后,在固支薄板振动分析的基础上,引入功率流理论,提出了多目标优化策略:使多点安置的设备隔振体系输入薄板的峰值功率流最小;与此同时,使动力设备尽可能地趋于均匀振动,以降低设备振动损害.多目标粒子群优化算法具有参数设置少,收敛快,优化能力强等优点,且可基于Pareto支配获得最优解.该研究将设备隔振、薄板振动、功率流传递以及智能多目标优化技术结合,固支薄板振动理论作为切入点为优化策略创造了有利条件.多目标粒子群优化算法的应用亦为工程隔振及振动控制提供了新思路.     

陀螺系统随机振动分析的辛本征展开方法

探讨了受随机载荷作用下陀螺阻尼系统随机动力响应问题.虚拟激励法作为随机振动分析的一种高效、精确方法已经广泛应用于结构抗震、抗风等工程领域.在以单类物理变量描述的Lagrange(拉格朗日)体系框架下,振型分解方法已被有效应用于上述随机振动问题的模型自由度缩减.然而,对于陀螺系统的随机振动问题,由于陀螺效应的存在,基于Rayleigh商本征值的振型分解方法受到很大限制.对此,首先给出了陀螺系统辛本征值问题的一般形式.然后对于受平稳随机载荷激励的陀螺系统(无阻尼或有阻尼)引入虚拟激励法,基于辛本征空间展开推导了系统随机振动响应功率谱的求解列式;对于仅考虑陀螺效应的保守系统(无阻尼),该求解列式可以表述为一个显式表达式.在数值算例中,应用该文提出的方法分析了平稳随机载荷作用下一类阻尼陀螺系统的随机振动响应问题,通过与其它方法进行对比,验证了该方法的精确性和有效性.     

An Asymptotic-Homogenization Explicit Time-Domain Method for Random Multiscale Vibration Analysis of Porous Material Structures北大核心CSCD

由于具有高比强、高比刚度等优点,多孔结构在土木工程、机械工程和航天航空工程等领域得到了广泛应用.在随机动力荷载作用下多孔结构的随机响应分析是值得关注的研究方向之一.采用多尺度渐近均匀化法,推导了周期性多孔结构动力问题的多尺度控制微分方程,并建立了多孔结构宏观和细观动力响应的时域显式表达式.在此基础上,结合结构随机振动时域显式法,实现了非平稳随机激励下多孔结构动力响应统计矩的计算.所提出的渐近均匀化-时域显式法,一方面可以发挥多尺度动力分析渐近均匀化法的计算优势,高效建立多孔结构宏观和细观动力响应的时域显式表达式;另一方面也可以利用随机振动时域显式法的计算特点,快速精确地求解非平稳随机激励下多孔结构的随机振动问题.通过数值算例,验证了所提方法在多孔结构非平稳随机振动问题求解中的计算精度和计算效率.     

井下钻柱纵向横向耦合振动模型建立与数值分析

针对井下钻柱运动的复杂性,基于动力学理论,建立了井下钻柱纵向和横向耦合振动的数学模型,并进行数值求解及分析.根据井下钻柱的实际工况,以整个井下钻柱为研究对象,提出了钻柱纵向和横向耦合振动的动力方程,并利用解析法和无量纲法分别求解出其动刚度和动阻尼的表达式,以及钻柱前两阶振动的固有频率.分析结果表明:当井下钻柱振动频率增大时,其动刚度呈幅值衰减的周期性变化,而其动阻尼呈幅值增强的周期性变化;井下钻柱长度和横截面面积越大,其动刚度和动阻尼的幅值越小;井下钻柱的Poisson(泊松)比对其振动的动刚度、动阻尼和前两阶固有频率没有影响;同时,井下钻柱的第二阶固有频率始终大于第一阶固有频率.该文的研究方法和模型为井下钻柱钻具分析和结果优化提供了理论参考和实际意义.     

基于随机振荡序列的GM(1,1)模型性质及其应用

为了提高GM(1,1)模型对随机振荡序列的拟合和预测效果,提出了先将原始振荡序列变为单调增长序列,再对单调增长序列进行几何平均生成交换,然后建立GM(1,1)模型.通过实例计算表明,方法能够提高GM(1,1)模型的拟合精度,可以用于随机振荡序列的建模,从而扩大了GM(1,1)模型的应用范围.     

复合载荷作用下夹层圆板的非线性振动和屈曲

基于von Karman薄板理论,建立了均布载荷和周边面内载荷联合作用下夹层圆板非线性振动问题的控制方程和滑动固定边界条件,给出了相应静力问题的精确解及其数值结果．基于时间模态假设和变分法,得到了空间模态的控制方程,并使用修正迭代法求解该方程,得到夹层圆板幅频-载荷特征关系．讨论了两种载荷对夹层圆板振动特性的影响规律．当周边面力使夹层圆板的最低固有频率为零时,就可获得临界载荷的值．     

K型管状接头随机疲劳强度和裂纹扩展规律的研究

分析了K型焊接管状接头受轴向和面外弯曲载荷作用下的随机疲劳问题。通过将焊趾处的表面裂纹的初始尺寸和材料常数作为随机变量处理,并计及焊缝的影响,共产生500个随机样本,最终得到裂纹扩展寿命和裂纹形状变化影响的统计计算结果,并与有关实验数据比较,给予了回归分析。同时,也考察了裂纹扩展规律。