多绳摩擦提升系统钢丝绳横向振动分析与试验

将平衡钢丝绳的质量等效在提升容器上,利用哈密顿方程建立了塔式多绳摩擦提升系统变长度提升钢丝绳偏微分横向振动方程.应用修正伽辽金方法对振动方程离散化处理,以某矿副立井提升系统运行状态曲线作为运动参数输入,分析不平度和激励对提升钢丝绳横向振动的影响.进行了现场测试,并将实测曲线和仿真曲线进行快速傅里叶变换,与获取的幅频特性曲线进行对比,发现仿真结果与试验结果基本一致.研究表明:在外界干扰激励作用下,摩擦提升系统易产生横向振动,上端激励对钢丝绳横向振动的影响会超过罐道不平度的影响,上行工况比下行工况钢丝绳振动剧烈.     

提升钢丝绳的纵向振动特性研究

以矿井提升钢丝绳为研究对象,将钢丝绳视为轴向受力和轴向运动的变长度柔索,应用哈密顿原理建立了变长度提升钢丝绳纵向振动的偏微分方程。利用伽辽金离散化方法将偏微分方程转化为具有时变系数的常微分方程。最后,选取矿井提升常用的S型运行状态曲线作为输入参数,对所建立的模型进行仿真和数值求解。研究结果表明,分布参数建模能更有效地反映提升钢丝绳的纵向振动特性,并揭示了提升系统振动加剧的现象。     

任意变长度柔性提升系统纵向振动分析与能量变化

基于Hamilton原理,建立了任意变长度柔性提升系统纵向振动的运动微分方程和能量方程,通过Galerkin方法将无限维的偏微分方程转化为具有时变系数的有限维的常微分方程,并使用数值方法进行求解.最后,以电梯悬挂提升系统为例对所建模型进行了验算.仿真结果表明,连续系统建模和能量方法能有效地表现柔性提升系统的纵向振动状态,并从纵向振动的角度揭示了某些高速电梯上行过程中的强烈振动这一现象.     

垂直提升系统中钢丝绳的非线性横向振动研究

以一个简化的、非运行状态的垂直提升系统物理模型为研究对象，建立了提升钢丝绳与悬挂重物的运动方程。通过变量代换，发现钢丝绳的运动方程是一个典型的Mathieu方程。根据Mathieu方程的有关理论，分析了钢丝绳作等幅横向振动、衰减振动、发散振动及其相互转化的原因。通过数字仿真和实验对理论分析结果进行了验证，从而为解决垂直提升系统运行时钢丝绳可能出现的大幅度横向振动问题奠定了基础。     

边界载荷下变长度轴向移动绳横向振动分析

对于变长度轴向绳移系统,文章利用广义哈密顿原理求解移动绳自由振动及边界载荷下的横向振动方程,应用Galerkin截断法将非线性横向振动偏微分方程离散为一系列常微分方程,利用四阶Runge-Kutta法结合Matlab数值仿真,获取系统在自由振动及边界载荷下的实际参数振动、系统的动态特性以及轴向移动绳上指定点的理论振动情况,同时对比分析了2种情况下系统的振动特性。     

单向变厚度Levy型薄板的自由振动分析

针对单向变厚度Levy型薄板的自由振动问题,基于薄板振动理论,将设定的挠度函数代入关于挠度的变系数四阶偏微分的振动控制方程,把变系数四阶偏微分方程求解挠度的问题转化为第二类Volterra积分方程的求解,并采用二次样条函数近似求解积分方程,建立单向变厚度Levy型薄板自由振动固有频率的求解方法.对3种不同边界条件的Levy型薄板最低固有频率的算例进行验证.研究结果表明:该方法合理可靠、计算简便,满足精度要求;该方法还可进一步推广到求解任意单向变刚度Levy型薄板自由振动的最低固有频率.     

矿井提升机钢丝绳纵向动态载荷的研究

建立了矿井提升系统钢丝绳的分布质量模型,采用该模型,应用振动理论,研究了钢丝绳的动态载荷及其特性,给出了求解动态载荷的解析表达式。     

基于非局部梁理论的嵌入式弯曲碳纳米管在移动载荷作用下的振动分析

基于非局部连续介质力学理论,针对嵌入式弯曲碳纳米管建立了两端简支的Euler-Bernoulli梁计算模型,研究碳纳米管在移动载荷作用下的非线性振动问题．利用Galerkin方法对运动微分方程进行近似处理,将原方程从非线性动力学系统转化到二阶动力学系统;对于二阶动力学方程采用Magnus级数方法进行求解;通过数值实验,分析了非局部参数因子,纳米管长径比,移动载荷速度,弯曲波纹幅值,弹性介质常数对碳纳米管振动特性的影响,结果表明上述因素对碳纳米管动力特性有很重要影响．     

面内变刚度矩形薄板自由振动问题的辛弹性分析

基于辛弹性的方法分析了变刚度矩形薄板的自由振动问题.假设矩形板的弯曲刚度沿板的长度方向呈指数函数变化而泊松比为常数,利用变分原理将其导入辛体系,并应用分离变量法和本征值展开给出了求解面内变刚度矩形薄板自振频率的一种解析方法.这种方法不同于传统的逆解法或者半逆解法,它不需要提前假设试函数,是一种更为理性的正向的求解方法.通过这种方法可以得到变刚度板自由振动的频率方程,数值算例表明该方法计算简便、结果精确,可以得到变刚度板的各阶自振频率.在此基础上,详细研究了不同边界条件下,梯度指数、泊松比以及长宽比对变刚度板自振频率的影响.     

修正变光滑长度SPH方法及其应用

提出了修正的变光滑长度SPH方法及其算法实现.与传统变光滑长度SPH法相比,新方程组基于对称形式核函数近似,并从根本上考虑了变光滑长度影响.方程组中,密度演化方程与变光滑长度方程隐式关联;而SPH动量方程和能量方程在Springel提出的全守恒SPH方程组基础上,改进其分散核近似形式为对称核近似形式得到.由于新方程组密度演化方程和变光滑长度方程隐式耦合,采用迭代求解密度演化方程和变光滑长度方程,显式求解SPH动量方程和能量方程的办法,迭代过程增加的计算量相对很少.给出了2个一维激波管算例和二维 Sedov算例来验证方法的有效性.结果表明,新方法很好地解决了传统SPH法中变光滑长度影响,特别是在模拟二维 Sedov问题时新方法能得到比Springel方法更准确的压强峰值位置,中心压强也更接近理论值.特别适合模拟爆炸与冲击、大变形大扭曲等密度和光滑长度变化剧烈的问题.     

考虑负载时变的线路巡检机器人动态性能分析

巡检机器人进行越障时，受负载时变影响，会出现控制超调、振动等现象.在考虑负载惯量时变特性的情况下，研究了一种用于分析巡检机器人越障状态下动态性能的方法.对双臂线路巡检机器人的回转机构建立了基于双惯量模型的动力学方程，使用改进D-H法与拉格朗日法对机器人建模，具体包括分配坐标系，求解拉格朗日方程，利用惯性矩阵计算负载转动惯量等.通过选择合适的阻尼系数设计了控制器参数，利用阻尼系数与固有角频率的变化分析了机器人的动态性能变化.研究成果有助于对双臂巡检机器人越障时的动态性能进行分析，并可用于机器人的伺服控制参数调试.     

浮吊海上补给作业的动态特性仿真分析与研究

浮吊在进行海上补给时,吊重绳索的下降、摆动以及船体的受迫运动,使吊重下降时很容易碰撞甲板,引发重大事故。考虑吊点处的弹性力,建立了浮吊吊物系统的动力学方程。在MATLAB平台上采用数值分析的方法,分别对吊重静止时和作业时的动态特性进行研究。结果表明绳长、海况、下降速度等对补给安全有重要影响。计算得出的吊重下降速度和位移规律,可为波浪补偿系统提供重要依据。     

幕墙索网结构有限分析计算方法的研究

建立幕墙由m根横向索、n根竖向索组成的正交索网结构的计算力学模型,在网点分配荷载及预张力作用下,列出钢索变形后的平衡方程、位移方程和弹性变形位能与外力作功方程,用有限分析方法将竖向索包含n个由2m 5变元组成的非线性方程组,将横向索包含m个由2n 5变元组成的非线性方程组寻求数值解。每一网点要求满足受力平衡及位移连续条件计算钢索的张力和位移。设计有限分析计算程序并进行数值计算,最后给出算例。     

挖掘机提升系统多自由度动力分析与计算

从系统论的思想出发,以提升系统的驱动力矩为广义力,运用动力学理论和拉格朗日方程法建立提升系统多自由度的弹性体、刚体混合系统的动力学模型;以堵转工况、斗杆垂直动臂并全伸出状态为计算条件,采用矩阵迭代法和编程计算提升系统的振动响应,计算出高速轴和提升钢丝绳的动载荷系数为1343和1374;计算并分析了堵转时间及不同土壤刚度因素对提升系统动载荷的影响关系曲线,得出了不同土壤刚度的动载荷系数.同时,为降低动载荷并保证设备安全工作,建议堵转时间不宜超过20s.     

斜井提升合理地辊间距分析与计算

本文建立了斜井提升钢丝绳振动模型，分析了振源，并结合实例给出了避开共振的地辊间距计算方法     

矿井提升机多层缠绕卷筒的振动特性

为揭示多层缠绕卷筒的振动特性及矿井提升系统相关参数对其动力学响应的影响,以矿井提升机实验台的双折线卷筒为研究对象,利用变质量完整力学系统Lagrange方程建立圈间过渡激励下质量慢变卷筒的含耦合项振动方程.对所建模型进行了数值分析和实验验证.结果表明:推导出的方程较好地反映了卷筒的振动特性;卷筒两个方向的加速度幅值略有差异,卷筒两方向的振动加速度幅值都存在波动,且具有同步性;讨论了卷筒转速、卷筒非对称角、卷筒折线区圆心角、钢丝绳直径、密度等系统参数对卷筒振动加速度幅值的影响规律.研究成果有利于优化卷筒结构,对系统安全运行具有一定参考价值.     

不同边界条件下旋转薄壁圆柱壳的振动特性

为分析不同边界条件下旋转薄壁圆柱壳的振动特性,基于Love壳体理论,利用Hamilton原理建立了旋转薄壁圆柱壳的振动微分方程。并采用Galerkin方法对系统进行离散,将系统简化为常微分方程系统。引入振型函数,分别分析了简支-简支、固支-简支、自由-简支、固支-固支等几种不同边界条件下旋转薄壁圆柱壳的内力和固有频率特性。分析结果表明:薄壁圆柱壳的薄膜内力远大于弯曲内力;几何参数、边界条件、转速等参数对旋转薄壁圆柱壳的固有频率有重要影响。     

提升钢丝绳启动张力计算

本文阐述了从考虑系统振动出发计算提升钢丝绳启动加速段动张力的具体方法。图2,参4。     

立井提升钢丝绳动应力分析

本文分析了立井提升过程中由于振动而引起的钢丝绳动应力,并对动应力的最大值进行了讨论。     

多体系统动力学基本方程(Ⅰ)

本文应用近代连续介质力学方法,精确地推导出单块介质大位移、大转动、小变形情况下的连续介质动力学的基本方程与初值、边值条件。