反共振理论在动力吸振器设计中的应用

本文旨在讨论反共振理论在动力吸振器设计中的应用，特别是应用动力吸振器族控制或消除复杂结构，机械系统中某些子结构稳态响应或系统共振的方法，最后给出了反共振动力吸振器族在某大型机械设备振动控制中的应用实例。     

反共振流体浮筏的隔振特性研究

基于反共振原理, 设计了一种新型的流体浮筏隔振器. 应用流体动量方程和结构振动理论推导了该隔振器的数学模型, 分析了其隔振特性, 得到了最优隔振频率和浮体浸入流体深度的关系式. 仿真结果表明, 当浮体浸入流体深度在有限的范围内变化时, 新型隔振器会在从低频到高频的宽带内发生反共振现象. 反共振条件下的力传递率可降至极低水平.流体浮筏隔振器具有很好的(尤其是低频)隔振效果.     

多自由度线性阻尼系统的振动问题

本文讨论多自由度线性阻尼系统Mx Cx kx=f的振动问题.文中证明了x对本征矢量的展开式,讨论了增加约束对本征振动的影响,定义了共振时的振功放大倍数.     

圆柱形弹性壳液耦合系统大幅低频重力波的解析分析

以圆柱形弹性壳液耦合系统为研究对象,对已建立的多自由度非线性振动方程用平均法求其近似解析解,得到了方程组的一次近似定常解结果,由此可知当液固耦合系统受到激振力足够大,且激振频率处于弹性壳体的固有频率和重力波频率之和的一个窄频带范围时,液面以高频为主的振动会转化为以低频为主的大幅重力波运动,这是一种组合共振现象.     

确定性谐和与随机噪声联合作用下二自由度系统的响应

研究了二自由度非线性系统在确定性谐和与随机噪声联合激励下的主共振响应。用多尺度法分离了系统的快变项 ,讨论了系统的阻尼项、随机项等对系统响应的影响。在一定条件下 ,系统具有两个均方响应值和跳跃现象 ,饱和现象也存在。数值模拟表明本文提出的方法是有效的     

两自由度非线性系统的参数共振

本文研究了两自由度非线性系统的参数共振问题。非线性因素包括阻力非线性和位移立方非线性两个方面。分别讨论了“非内共振”和“内共振”两种不同的情况。导出了各种共振条件下确定周期定态解的代数方程组,用近似解析法和数值计算方法求出周期定态解,并图示了非线性阻力变化时定态响应振幅对激励振幅和频率的解曲线特性,研究结果表明,跳跃现象存在,在非内共振情况下,两自由度非线性系统的参数共振仅表现为单自由度参数共振或组合参数共振;在内共振情况下,两个模态的耦合和能量交换使系统表现出复杂的性态,系统可能以外激励频率的1/2、1/4、1/6的频率振动;非线性阻力对系统的性态可产生重要的影响,如影响到周期定态解的存在性和存在区域、跳跃现象的存在性及某些性质等。     

负刚度时滞反馈控制动力吸振器的等峰优化

相比于传统动力吸振器, 负刚度动力吸振器同时具有更好的减振能力和更宽的有效减振频带宽度, 为了进一步降低共振峰幅值, 在负刚度吸振器系统耦合时滞反馈控制. 对负刚度时滞反馈控制动力吸振器系统进行等峰优化设计, 优化设计的准则是:第一和第二共振峰的峰值相等; 同时兼顾两个目标, 一个目标是在优化时的最大共振峰幅值小于被动负刚度吸振器系统的反共振峰幅值, 另一目标是在优化时共振峰幅值与反共振峰幅值差小于被动吸振器系统. 接着, 通过设计和调节负刚度系数、吸振器阻尼系数和时滞反馈控制系数对控制系统进行等峰优化设计. 最后, 在降低幅值的同时, 分析结构参数对有效减振频带宽度的影响. 经过等峰优化之后, 选择本文的一组结构参数与两个典型的模型进行对比. 为了定量比较不同模型的降幅效果, 定义了减幅百分比, 研究发现在有效减振频带区间内减幅百分比超过40%以上. 结果表明, 通过等峰优化准则对结构参数进行优化设计和调节增益系数和时滞量, 共振峰幅值的减幅百分比也近似达到40%, 也可以调节增益系数和时滞量, 使得幅频响应曲线具有较宽的有效减振频带和较低的共振峰幅值与反共振峰幅值的差值.      

线性碰振系统周期解擦边分岔的一类映射分析方法

擦边分岔是碰振机械系统的一种重要分岔行为. 以固定相位面作为Poincaré截面, 建立了线性碰振系统单碰周期$n$运动的Poincaré映射. 通过分析该映射,得到了系统 发生擦边分岔的条件和分岔方程,并以单自由度碰振系统为实例验证了分析结果的正确性. 该方法不仅可以计算线性碰振系统擦边分岔的参数值,还可以计算系统的任意周 期$n$解的分岔参数值.     

外共振耦合Duffing-van der Pol系统的首次穿越

研究了谐和力与宽带噪声激励下二自由度强非线性Duffing-van derPol系统的首次穿越问题. 在外共振情形, 应用随机平均法将系统动力学方程化为关于振幅与角变量的Itô随机微分方程. 然后建立了系统的可靠性函数满足的后向Kolmogorov方程以及平均首次穿越时间满足的Pontryagin方程. 在一定的边界条件和初始条件下, 用有限差分法求解了这两个高维偏微分方程, 得到系统的条件可靠性函数、平均首次穿越时间以及平均首次穿越时间的条件概率密度. 讨论了不同参数对系统可靠性以及平均首次穿越时间的影响. 用Monte Carlo数值模拟验证了理论方法的有效性.     

1∶1内共振对随机振动系统可靠性的影响

研究了二自由度耦合非线性随机振动系统在高斯白噪声激励下基于首次穿越模型的可靠性问题. 在1:1内共振情形,原始系统的运动方程经平均后化为一组关于慢变量的伊藤随机微分方程. 建立了后向柯尔莫哥洛夫方程以及庞德辽金方程,在一定的边界条件和(或) 初始条件下求解这两个偏微分方程,分别得到系统的条件可靠性函数以及平均首次穿越时间. 进而建立了无内共振情形系统的后向柯尔莫哥洛夫方程与庞德辽金方程.将无内共振情形的结果与1:1 内共振情形的结果做比较,发现1:1 内共振能显著降低系统可靠性. 用蒙特卡罗数值模拟验证了理论结果的有效性.     

On dynamic vibration-absorber of two-degree-of-freedom system with damping.

二自由度系统的动力消振器是振动力学课程中讲述多自由度系统受迫振动的典型例题.本文讨论阻尼器的存在对消振器工作原理的影响,以及被消振对象的残余振动和阻尼器的振动振幅与阻尼系数的关系.     

两自由度分段线性振动系统的一种解法

在多种类型的机械中,其振动原理可简化为两个自由度分段线性系统,如:双质量非线性共振筛、卧式振动离心脱水机、双质量非线性离心摇床,以及带有扭振减振器和弹性联轴器的高速大功率柴油机的扭振系统等.很多研究工作者都将该类系统线性化后进行振动理论分析.文献对一个自由度分段线性的非线性系统进行了详细研究,文献     

关于带阻尼的二自由度系统动力消振器

二自由度系统的动力消振器是振动力学课程中讲述多自由度系统受迫振动的典型例题.本文讨论阻尼器的存在对消振器工作原理的影响,以及被消振对象的残余振动和阻尼器的振动振幅与阻尼系数的关系.     

自参数动力系统临界状态减振的非光滑方法

系统在达到稳态运动前通常要经历瞬态振动过程。瞬态振动对系统的影响是不可忽略的。在这个过程中作用于系统的激振力频率实际上是由零开始增加到某一工作频率。当激振力频率接近或超过系统的临界频率。系统发生共振，同时振幅达到峰值，并且此共振振幅通常要比系统的稳态振幅大的多。考虑到上述问题。文中分析了两种通过调制激振频率来实现降低临界振幅的方法，即让激振频率按单调线性增加或者分段线性增加到系统工作频率，通过系统相位的调制来实现减振。数值仿真结果表明上述方法能有效地降低临界振幅。同时上述方法工程实际应用中易于实现。     

转子-叶片干摩擦耦合系统的稳态和非稳态振动

本文用数值方法研究转子扭振-叶片弯曲振动等效系统的稳态和非稳态响应。叶片受气流周期激励力作用，与转轴通过平台干摩擦阻尼器相连，干摩擦力采用光滑模型计算。分析扭振和弯曲振动的固有频率具有1：1和1：3两种比值情况（内共振关系）的振动表明，系统不仅存在两个主共振，由于干摩擦力的非线性特点，还存在超谐和亚谐共振状况。由于阻尼器的引入，耦合系统的主共振频率点既可能升高（1：1情况），也可能降低（1：3情况），这是耦合系统中阻尼器的调频特点，在升速的非稳态响应中，主共振和超、亚谐共振幅值将会降低．而共振点一般会出现延迟现象，但也有某些共振点有所提前（1：3情况），因此存在内共振条件的干摩擦系统，具有丰富和复杂的振动现象。     

复杂参数振动的调制反馈分析

本文采用调制反馈法分析单自由度受迫振动在参数激励条件下的响应，，从调制环节的频率裂解出发，得到了振动响应的频率结构形式，建立了多谐参数，调制参数激励下的谐波共振条件，并且对典型参数振动系统进行了仿真和实验结果验证。     

德国振动力学教材浅析

本文评介几部德国振动力学本科教材。首先概述振动教材的早期历史,分析英国、美国和德国振动教材的特点。然后分别阐述三部德国振动力学教材《线性振动：多自由度振动系统的理论论述》《工程振动论：离散机械系统的线性振动》和《振动论：线性振动理论和应用》的内容和特色。最后简要讨论它们对振动教材编写的启示。     

多频谐和与噪声作用下Duffing振子的安全盆侵与混沌

研究了软弹簧Duffing振子在多频率确定性谐和外力和有界随机噪声联合作用下,系统安全盆的侵蚀和混沌现象.将Melnikov方法推广到包含有限多个频率外力和随机噪声联合作用的情形,推导出了系统的随机Melnikov过程.根据Melnikov过程在均方意义上出现简单零点的条件给出了系统出现混沌的临界值,然后用数值模拟方法计算了系统的安全盆分叉点.结果表明:由于随机扰动的影响,系统的安全盆分叉点发生了偏移,并且使得混沌容易发生.同时证明:激励频率数目的增加使得系统产生混沌的参数临界值变小,也使得安全盆分叉提前发生,系统变得不安全.     

窄带随机噪声作用下单自由度非线性碰撞系统的响应

研究了单自由度非线性单边碰撞系统在窄带随机噪声激励下的次共振响应问题。用Zhuravlev变换将碰撞系统转化为速度连续的非碰撞系统,然后用随机平均法得到了关于慢变量的随机微分方程。在没有随机扰动情形,得到了系统响应幅值满足的代数方程;在有随机扰动的情形下,给出了系统响应稳态矩计算的迭代公式。讨论了系统阻尼项、非线性项、随机扰动项和碰撞恢复系数等参数对于系统响应的影响。理论计算和数值模拟表明,系统响应幅值将在激励频率接近于次共振频率时达到最大。而当激励频率逐渐偏离次共振频率时,系统响应迅速衰减。     

固有频率集聚时处理振型的一个方法

1.前言现在作固有振动分析的结构愈来愈复杂了。由此带来的困难不仅在于自由度众多,还在于常有频率集聚现象,即在很小一段频率区间内有很多个固有频率。当频率集聚在一起时,相应的固有振型对结构的某些物理参数变化很敏感。在正问题中,例如用有限元模型计算固有频率和振型,由于这种敏感性,刚度阵与质量阵的某些误差就会导致计算所得的集聚组振型有更大的误差;在反问题中,集聚组对应的振型对测量误差很敏感,因而也难