KBM-HB分析方法在工程振动中的应用

以具有代表性的Bouc-Wen模型系统为算例,采用Krylov-Bogolyubov-Mitropolsky（KBM）法和谐波平衡（HB）法相结合的方法分析滞回系统在简谐激励下的动力响应特性.在一阶近似情况下,非对称滞回模型的系统动力响应中存在偶次和奇次谐波成分,而对称滞回模型的系统动力响应中仅存在奇次谐波成分.以智能振动压实系统为工程实例,分析现场施工过程中振动轮具有非对称滞回特性的垂直方向和具有对称滞回特性水平方向的振动响应.试验结果与理论定性分析相吻合,验证了KBM-HB方法可用于识别与检测工程振动中滞回系统特性分析.     

考虑跳振现象的压实系统振动轮的滞回响应特性研究

振动压实下土壤滞回恢复力与位移呈现不对称滞回特性,考虑土壤密实度较高时振动轮易发生跳振现象,建立了基于土壤特性参数的不对称滞回模型,一次近似的前提下,利用谐波线性法将非线性作用力线性化为等效刚度和等效阻尼。通过数值仿真,对压实系统振动轮的非线性滞回特性进行了研究。结果表明：压实初期土壤处于弹塑性变形阶段,振动轮产生超谐波共振;压实中后期随着压实土壤的不断密实,振动轮产生亚谐波共振,标志着跳振的发生,一定条件下进入混沌状态;合理调整激振力和激振频率可以有效地抑制跳振,避免混沌运动。     

考虑物料不对称滞回性质的振动压路机振动轮响应特性分析

针对垂直激振下土壤的恢复力与变形之间的不对称滞回特性,采用多线段不对称滞回模型,建立含该模型的2自由度压实系统动力学模型,通过谐波线性化计算滞回力的等效刚度及等效阻尼。通过数值仿真的方法 ,研究压实进程中激振频率、激振力幅和土壤参数对振动轮动响应的影响特性。仿真结果表明:压实终期采取低振幅高频激振,可避免振动轮产生跳振现象,使压实土壤受到冲击破坏,从而保证压实质量和提高压实效率。     

行进工况下压实系统的非线性特性

针对振动压路机实际的行进压实工况,提出一种考虑压实物料滞回非线性的振动系统动力学模型,仿真分析系统的动力响应特性并通过现场的试验数据予以验证该模型方法提出的合理性.在此基础上,采用谐波线性化方法获得滞回模型的等效刚度和等效阻尼系数,并导出此类非线性模型系统的稳态响应解析解,同时讨论模型参数对整体动力学特性的变化规律影响.研究结果表明:行进工况下的压实系统体现出明显的刚度软化非线性特性,屈服局限发生点主要影响等效刚度的软化程度,等效阻尼体现系统的能量耗散主要受滞回环面积大小的影响,选择合适的激振频率可以避开固有共振点来提高行驶舒适性.     

智能振动压路机水平方向系统力学分析与试验

在整体动力学模型的基础上,给出接触和脱耦两个运动阶段的局部解析解,分析智能振动压路机的水平方向系统动力学特性.结果表明,水平方向系统随着土壤的密实出现与垂直方向系统明显不同的振动反馈特性,高次谐波幅值不呈依次递减,奇次谐波成分相对偶次谐波有较大能量存在.通过现场的沥青压实试验也发现,频率为72.021Hz和142.822Hz的偶次谐波幅值裕度相对较小,而频率为107.422Hz的奇次谐波幅值裕度相对较大.     

振动压实系统的非线性动力学分析

在周期载荷作用下由于振动摩擦作用,物料发生弹塑性变形,从而振动压实系统的弹性恢复力与位移呈现滞回特性。滞回圈的变化趋势反映了物料的变形过程及压实效果,系统的激振力、物料的刚度及阻尼的变化均对滞回圈产生直接或间接的影响;为了深入研究振动压实系统的非线性动力学问题,本文建立具有分段曲线的二自由度系统模型,采用数值方法求解该模型,同时利用仿真分析激振力等参数对滞回圈的影响,并且分析表明在特定参数下系统产生混沌现象。     

带间隙的双线滞回系统的非线性振动

分析了惯性振动圆锥破碎机的非线性动力响应问题。考虑到物料的滞回作用,将系统简化为具有间隙的双线性滞回单自由度力学模型。利用渐近法计算出系统的等效阻尼和等效刚度系数。进而利用Poincare截面、分叉图以及李氏指数等非线性动力学分析方法,研究了该模型的非线性动力响应。通过对模型的动力学分析,研究了含有滞回恢复力这种耗能比较大的非线性振动系统的周期、倍周期以及混沌振动及其出现特点。计算结果表明,在特定的参数范围内系统出现无序的混沌运动。     

不对称滞回振动系统频率俘获情况下的同步现象

对具有不对称滞回性的自同步振动系统在频率俘获情况下的同步特性进行研究。建立不对称滞回模型和具有不对称滞回特性的自同步振动系统的非线性动力学模型,利用Matlab/Simulink仿真呈现频率俘获情况下的系统双激振电机的同步运行和系统的同步运行稳定特性。通过仿真分析系统可实现频率俘获现象以及在频率俘获情况下仍能实现同步特性。研究表明具有不对称滞回性的非线性振动系统仍能实现频率俘获情况下的双激振电机的同步运转和系统的同步稳定性。     

水平振荡和垂直振动压路机动力学模型研究及展望

水平振荡压路机和垂直振动压路机是大型工程基础施工中最典型的2种压实机械,概述了国内外几种典型振荡振动动力学模型,分析了其模型特点.模式可调的智能振动压路机,基于水平和垂直振动的工作特点,结合水平振荡和垂直振动动力学模型特点,且考虑被压实物料在压实过程中时间上参数慢变和空间上力与位移的非线性滞回特性,提出了1种基于慢变参数滞回非线性整体动力学模型,并对模型的进一步研究提出展望.     

振动模式可调压实系统的打滑分析

针对振动模式可调的新型智能化压路机的机构特点和工作特性,分析了压实系统随着压实作业的进行在水平方向上产生打滑脱耦工况下的系统动力学特性.仿真结果表明,打滑工况下的压实系统响应特征是产生振动波形的畸变和高次谐波成分的出现.以YZC12型智能化压路机为例.通过高速路沥青的现场施工压实试验予以验证.     

永磁同步电机低频谐波电流对电磁噪声影响

为研究永磁同步电机(PMSM)中低频谐波电流对电磁噪声的影响,通过ANSYS Maxwell电磁仿真软件,计算正弦波电流源及含五次和七次低频谐波电流源产生的电磁力,同时分析定子组件各阶模态;利用LMS Virtual Lab声学仿真软件分析对比正弦波电流源及含五次和七次低频谐波电流源2种激励下电机产生的电磁噪声。仿真结果表明,五次和七次低频谐波电流的加入增大了电机4倍和6倍电流基波频率处的电磁噪声。     

迟滞非线性振荡压实系统动态响应分析

分析了振荡压实中材料发生弹塑性变形而表现出的迟滞非线性,建立了一种新的振荡压实非线性动力学模型。在一次近似的前提下,利用等效线性化方法,将迟滞恢复力转化为等效刚度和等效阻尼表示,根据谐波平衡原则求出了单自由度振荡压实系统的频响方程。数值求解表明,随着激励幅度的增大系统出现软化趋势,共振点随激励变化而漂移。将等效线性化的结果推广到二自由度振荡压实系统,得到了频响方程组。     

2自由度滞迟振动系统简谐激励响应的等效线性化计算方法研究

研究了2自由度含有粘性阻尼双线性滞迟恢复力振动系统简谐激励下的响应计算问题,将等效线性化计算方法推广至含有滞迟环节的多自由度非线性振动系统,并证明了在首次近似意义上,等效线性化方法与Krybov-Bogoliubov慢变参数法、Fourier级数展开法是等价的,具有相同的计算精度。     

含间隙迟滞非线性系统的稳态响应

提出一种含间隙弹性约束的干摩擦迟滞非线性系统模型.利用谐波线性化方法,将迟滞恢复力转化为等效刚度和等效阻尼表示,利用K-B平均法求出周期激励下系统响应的一次近似解.研究表明,该模型综合了两种非线性因素,幅频响应复杂,幅频曲线分为两类,不同参数条件下可以表现出分段线性系统的硬特性、迟滞系统的软化特性或二者的综合,存在跳跃现象.通过幅频图的对比分析,讨论各参数变化对动力学特性的影响.     

基础柔性对干摩擦隔振系统影响作用研究

运用增量谐波平衡（ＩＨＢ）法研究了基础的柔性对于含有三次非线性粘性阻尼双线性滞迟振动系统力传递率的影响作用，为这类隔振系统在工程上的实际应用提供了重要的设计依据。     

谐波对滞环电流跟踪控制性能的影响

通过Matlab 中Simulink模块搭建的系统仿真模型,通过仿真研究了直流电源中谐波对滞环电流控制性能的影响。其中滞环电流控制电路中的直流电源是通过三相整流电路得到,而直流电源的谐波的变化通过改变与整流电路输出并联的电容容值实现。仿真表明,谐波使得逆变输出波形畸变,严重时甚至会造成滞环电流控制跟踪失败。     

滞迟动力吸振器简谐激励响应的迭代计算方法研究

研究了两自由度含有滞迟干摩擦环节动力吸振器的简谐激励响应计算问题 ,提出了双线性滞迟阻尼力 Fourier级数展开技巧与一次谐波平衡法相结合的处理方法 ,并推导了相应的选代方程 ,给出了利用最优化理论中梯度算法迭代求解非线性频响方程组的过程。混过一个数例的分析 ,初步考察了滞迟干擦动力吸振的基本性能。     

基于复指数型有限长脉冲响应滤波器的谐波检测

提出了一种简单实用的基于复指数型单位脉冲响应的滤波器,并将它用于电网谐波电流的检测,该滤波器在基频处的幅值无衰减,相位无延时,能将2次以上的谐波全部滤掉,在一个周期内准确地跟踪上基波的变化.理论推导和仿真实验表明,该数字谐波检测系统既保留了数字滤波器的准确性,又克服了长期以来数字滤波器动态跟随性差的问题,算法易于实现.     

基于恒位移测试的转子系统非线性支承刚度参数辨识研究

采用基于正弦扫频技术的恒位移测试方法来获取转子支承系统在一系列恒定位移幅值响应下的频响函数,并辨识转子支承的非线性刚度参数。首先对转子支承系统进行两端支承状态下的模态分析,得到转子系统在线性支承条件下的模态;然后采用正弦激励进行仿真测试,对转子支承进行不同水平的恒位移测试,通过模态分析得到不同响应水平下的模态参数,建立等效非线性参数与响应之间的关系,再结合等效线性化理论,识别非线性刚度参数。     

矿热炉不平衡状态下的基波电流检测方法研究

矿热炉系统是典型的负载不对称三相系统,在运行时会产生负序电流同时伴有电流幅值的波动。本研究方法首先应用对称分量法,将采集到的三相电弧电流进行分解。然后对三相对称分量进行d,q变换。最后通过滤波器提取基波分量。达到对矿热炉系统基波电流检测的目的。通过建立的矿热炉电气模型在Simulink软件下仿真。验证了本方法可行。能够准确检测出矿热炉系统的基波正序和负序电流。为矿热炉谐波抑制与补偿系统的设计提供可靠参考。