双组分颗粒振动体系中的能量传递与耗散

为研究颗粒床层中的能量传递及耗散规律,基于离散元(DEM)法模拟一维垂直振动床内组分颗粒的受激运动,得到单组分和双组分颗粒的能量分布规律.结果表明:不同振动参数(振幅和频率)下颗粒体系的能量传递与耗散规律存在明显的差别,高频振动下颗粒体系的动能和耗散随着床层高度的增加而减小,低频振动下则呈现与之相反的变化趋势;对于双组分颗粒混合物床层,系统的总动能受振动参数和床内颗粒分布形式的影响;低频率低振幅时,"反巴西果"分布的床层总动能更低,高频率条件下的"巴西果"分布时床层总动能更低.     

对称轨道型单侧碰撞非线性能量阱的振动抑制

针对轨道型单侧碰撞非线性能量阱的振动抑制性能受载荷方向影响较大的问题,本文提出一种对称轨道型单侧碰撞非线性能量阱。利用质量块沿着一侧放置有碰撞表面的特定轨道运动时产生的光滑与非光滑非线性回复力与主结构进行动力学耦合,实现系统中能量的耗散,进而降低结构的动力学响应。建立带有对称轨道型单侧碰撞非线性能量阱系统的动力学模型,通过数值仿真的方法分析了对称轨道型单侧碰撞非线性能量阱参数变化(质量,轨道形状)对振动抑制性能的影响。在选取最优的质量和轨道形状参数之后,通过时域和小波变换分析了系统中能量耗散及能量从低频振动向高频振动转移现象,分析了对称轨道型单侧碰撞非线性能量阱设计参数差异对其性能的影响。结果表明:对称轨道型单侧碰撞非线性能量阱能够有效抑制冲击载荷作用下结构动力学响应,且其对设计参数的差异具有较强的鲁棒性。     

淹没深度对三自由度波能浮子获能的影响

为明确浮子淹没深度对三自由度浮子装置获能的影响,提出漂浮式与淹没式两种浮子模型,计算并比较在不同淹没深度和波浪条件下浮子的获能特性。浮子模型具有纵荡、垂荡与纵摇3个运动自由度。浮子选用直立圆柱体浮子。淹没深度分别设置为其高度的0.5、1.0、1.5与2.0倍,质量相同。漂浮式浮子模型作为对照,基于线性势流理论与边界元方法,建立浮子水动力学模型,计算浮子水动力学参数及运动响应,并采用线性能量转换(power take-off, PTO)系统阻尼,计算并对比浮子在最优PTO阻尼下的平均输出功率,分析淹没深度对浮子获能的影响。研究结果表明,增大淹没深度可以减小浮子的波浪激励力和平均输出功率。对于三自由度浮子,漂浮浮子在低频波浪下获能特性较好,而具有较小淹没深度的浮子在高频波浪下性能更优。     

淹没深度对三自由度波能浮子获能的影响

为明确浮子淹没深度对三自由度浮子装置获能的影响,提出漂浮式与淹没式两种浮子模型,计算并比较在不同淹没深度和波浪条件下浮子的获能特性。浮子模型具有纵荡、垂荡与纵摇3个运动自由度。浮子选用直立圆柱体浮子。淹没深度分别设置为其高度的0.5、1.0、1.5与2.0倍,质量相同。漂浮式浮子模型作为对照,基于线性势流理论与边界元方法,建立浮子水动力学模型,计算浮子水动力学参数及运动响应,并采用线性能量转换(power take-off, PTO)系统阻尼,计算并对比浮子在最优PTO阻尼下的平均输出功率,分析淹没深度对浮子获能的影响。研究结果表明,增大淹没深度可以减小浮子的波浪激励力和平均输出功率。对于三自由度浮子,漂浮浮子在低频波浪下获能特性较好,而具有较小淹没深度的浮子在高频波浪下性能更优。     

Henon-Heiles体系的相空间轨迹研究

对于哈密顿系统,随着体系能量的增高,KAM环面不断破裂,系统的运动逐渐由规则变为混沌。文章利用庞加莱截面来研究二自由度混沌系统Henon-Heiles体系在相空间的运动轨迹,并通过图像讨论了体系的动力学特性和混沌的形成过程。     

基于Vortex的6自由度平台洗出运动仿真

为了研究并联6自由度平台在车辆驾驶过程中的洗出运动,实现车辆动力学模型和6自由度运动平台模型的联合仿真,提出利用Vortex多体动力学软件对6自由度平台进行建模,复现车辆模型运动过程的仿真方法.平台液压油缸初始位姿采用解析法进行确定,在Matlab/Simulink中实现运动平台的洗出滤波算法和运动学反解算法,利用转弯和直线2种典型运动进行仿真验证.在给定路面上进行虚拟驾驶,Vortex车辆动力学模型解算结果使车辆产生相应的连续运动状态,相关动力学参数经过洗出滤波算法、平台运动学反解运算得到各油缸伸长量,驱动Vortex软件中建立的6自由度运动平台模型.结果表明,利用Vortex软件可以将车辆动力学模型和并联6自由度平台模型进行联合仿真,实现平台洗出运动的可视化.     

基于Vortex的6自由度平台洗出运动仿真

为了研究并联6自由度平台在车辆驾驶过程中的洗出运动,实现车辆动力学模型和6自由度运动平台模型的联合仿真,提出一种利用Vortex多体动力学软件对6自由度平台进行建模,复现车辆模型运动过程的仿真方法.平台液压油缸初始位姿采用解析法进行确定,在Matlab/Simulink中实现运动平台的洗出滤波算法和运动学反解算法,利用转弯和直线2种典型运动进行仿真验证.在给定路面上进行虚拟驾驶,Vortex车辆动力学模型解算结果使车辆产生相应的连续运动状态,相关动力学参数经过洗出滤波算法、平台运动学反解运算得到各油缸伸长量,驱动Vortex软件中建立的6自由度运动平台模型.结果表明,利用Vortex软件可以将车辆动力学模型和并联6自由度平台模型进行联合仿真,实现平台洗出运动的可视化.     

基于能量分析的复阻尼模型结构抗震性能

由于当前动力分析中所使用的阻尼模型无法描述结构内未知的材料非线性能量耗散,基于应力相关复阻尼理论,推导出多自由度复阻尼系统的震动能量方程,研究了复阻尼模型的结构震动响应和材料能量耗散规律,计算了构件和结构的时变材料损耗因子.研究结果表明,在地震总输入能量中,材料阻尼耗能占很大比例,并随时间单调增加,结构的材料阻尼耗能及其变化率、动能、应变能均随着能量输入的增加而增加.通过对损耗因子的计算表明,与传统方法相比,采用时变形式而非常数形式的材料损耗因子能够更精细地体现材料阻尼效应.     

单个自由度系统固有频率的计算公式

本文根据动力学普遍方程和单个自由度系统的自由振动规律,给出单个自由度系统自由振动到极端位置时的动力学表达式,可用来直接计算单个自由度系统的固有频率。     

球面2自由度机器人的滑模变结构控制

球面2自由度5杆机器人的应用非常广泛,可用于机械数字化仪、微操作装置、灵捷眼和人体关节修复装置等。在球面2自由度5杆机器人运动学和动力学模型研究的基础上,提出了该类机器人系统的滑模变结构控制方法。介绍了球面2自由度机器人的机构和动力学模型。引入决定附加补偿力矩的指数趋近律,建立了球面2自由度机器人的控制算法。提出了外力、质量、转动惯量以及滑模控制参数等对球面2自由度机器人的控制精度和系统稳定性的影响规律,并对球面2自由度机器人进行了控制仿真。仿真表明,控制方法是有效的。在选择合理参数下能避免机器人系统的振荡,且能保持系统的稳定性、鲁棒性和提高系统的运动精度。     

机械运动网络的结构分析

分析运动链节和回路的自由度与约束．建立运动网络自由度计算法及其结构方程、得出链节具有七个自由度的新概念，讨论了自由度和约束的时空性，形成以运动链为基础的结构分析体系。     

均质薄圆盘陀螺仪转子两种动力学特性的异同

运用陀螺仪近似理论和相对运动动力学理论对二自由度陀螺的进动运动和单自由度陀螺当转子轴被迫绕缺少自由度的轴转动时转子将产生绕具有自由度的轴转动这两种运动进行了分析,指出了两种陀螺动力学特性产生的原理与运动规律之间的差别.     

强迫非简谐振子随机行为研究

一个动力系统的状态依赖于其中的控制参数。许多描述保守或耗散系统的非线性方程,在一定的参数范围内表现出内在的随机性。本文就一类强迫非简谐振子出现随机行为问题作一些讨论并给出数值计算的结果。     

振型叠加法的修正计算

在结构动力分析中,常采用振型叠加法,当略去高阶振型的影响或当自由度与质量不对应时造成一定的误差,对此,本文讨论一种修正的方法.     

耗散耦合腔磁系统中极化子的量子特性

利用非厄米腔磁学系统研究了相干耦合和耗散耦合对极化子量子性质的影响,并采用主方程数值模拟的方法研究了哈密顿本征能谱的特点.结果表明:在耗散耦合的作用下,本征能谱显示出不同于相干耦合的现象,即实部表现出能级吸引,虚部发生能级排斥.当系统中同时存在相干耦合和耗散耦合时,相干耦合对极化子的演化起主导作用,而耗散耦合仍会影响本征能谱的分布,并且不同相位下的本征能谱分布呈周期性变化.该研究结果可为腔磁学系统的量子信息处理提供理论参考.     

Memristor initial-boosted coexisting plane bifurcations and its extreme multi-stability reconstitution in two-memristor-based dynamical system

Initial-dependent extreme multi-stability and offset-boosted coexisting attractors have been significantly concerned recently.This paper constructs a novel five-dimensional(5-D) two-memristor-based dynamical system by introducing two memristors with cosine memductance into a three-dimensional(3-D) linear autonomous dissipative system. Through theoretical analyses and numerical plots, the memristor initial-boosted coexisting plane bifurcations are found and the memristor initial-dependent extreme multi-stability is revealed in such a two-memristor-based dynamical system with plane equilibrium. Furthermore, a dimensionality reduction model with the determined equilibrium is established via an integral transformation method, upon which the memristor initial-dependent extreme multi-stability is reconstituted theoretically and expounded numerically. Finally,physically circuit-implemented PSIM(power simulation) simulations are carried out to validate the plane offset-boosted coexisting behaviors.     

基于S 7 - 3 0 0 P L C的空间多自由度位姿控制系统的研究

空间多自由度位姿控制系统是为实验对象在空间上提供多自由度的模拟平台, 可以在X、 Y 轴方向 上模拟实验对象的横滚与俯仰动作。控制系统下位机选用西门子S 7 - 3 0 0系列P L C, 上位机选用 W i n C C监控软件开 发平台, 采用模块化编程设计思想, 用定时中断来满足实验的长时间定时要求, 用P I D算法控制电液比例阀的开度, 实现模拟平台对实验对象的横滚与俯仰动作的快速跟踪。最后, 对调试过程中出现的难点给出了解决方案。     

半量子混沌的非反馈控制

讨论了由一个量子振子与一个经典振子耦合组成的系统所出现的半量子混沌现象以及控制方法。半量子混沌现象的产生,是描述系统的量子自由度和经典自由度之间非线性耦合的结果。只要适当选择控制力的形式和开始施加控制力的时间就能控制半量子混沌。     

相对运动动力学方程的梯度表示

针对相对运动动力学方程的梯度表示,给出相对运动动力力学系统成为梯度系统的条件。利用梯度系统的性质来研究相对运动动力学方程的解的稳定性问题,通过举例说明结果的应用价值。     

一种新的结构矩阵缩聚迭代法

为了给有限元模型降阶,使有限元模型的自由度和实验模型的自由度相一致,从修改后的系统的特征方程出发,推导出一个新的反映主副自由度变换关系的计算动力缩聚矩阵的迭代公式．通过数值计算,与已有的动力缩聚迭代公式相比,它的收敛速度更快,而且稳定性好、精度高．