一种针对含非线性子结构多点耦合运输包装系统的解耦方法

目的 考虑到运输包装系统耦合形式复杂,包装材料及包装结构具有非线性特性,不容易测量局部物理参数,需要对传统逆向子结构方法进行优化,使之能够求解非线性多点耦合系统中子结构的动态响应特性。方法 使用描述函数法将非线性的运输包装系统线性化,测量其在若干特定振动幅值下的频率响应函数;之后,应用逆向子结构方法和参数识别方法,计算包装件的模态参数;最后,拟合包装件模态参数与振动幅值之间的关系,构建函数来描述包装件的动态响应特性。结果 在集总参数模型中,解耦预测值与实际值吻合;在有限元模型中,对响应峰值的预测误差小于5%,对响应跳跃现象所在频率的预测误差小于3%。结论 该研究将传统逆向子结构方法的应用范围拓展到了非线性多点耦合系统,对复杂运输包装系统动力学模型的构建和防振包装的设计具有指导意义。     

非线性包装系统自由振动特性的对称性解法

目的基于Lie积分法精确解析求解包装系统的非线性自由振动响应。方法考虑到弹簧恢复力三次多项式形式的非线性关系,依据分析力学准则建立系统单自由度含阻尼动力学模型;首次运用微分方程Lie群变换理论求解系统的对称性和2个首次积分,证明在结构设计参数满足一定关系时,包装系统自由振动的精确解是一类椭圆积分函数。结果实际算例仿真计算表明,系统的自共振频率随着初始振幅条件的增大而增大,非线性系数项使得位移响应振幅的衰减变快。结论从推演过程可看出,将Lie对称性理论应用到包装系统非线性动力学特性研究中,系统的非线性系数以及阻尼系数无需满足小参数假设,因此适用范围更广。     

共振点测试方法的研讨

包装件或产品的共振频率、振动传输比、阻尼等因素组成了包装系统的动态特性,它是由包装材料与整体包装系统共同决定的。包装系统的动态特性能够反映出在一定的运输环境（冲击、振动）下,包装对产品的保护能力。因此在进行包装设计时,经常需要测试包装件或产品的共振频率,根据共振点来设计包装系统,避免包装件在实际运输过程中发生共振现象。     

金属橡胶广义恢复力模型辨识

金属橡胶是一种具有非线性恢复力的材料.在对其进行基于位移加载的动态试验中,其恢复力-位移曲线为一迟滞环.本文用理论和试验相结合的手段研究金属橡胶弹性元件的动力学建模,提出了一种新的模型,即广义恢复力模型.将迟滞回线分解为广义弹性力和广义阻尼力,模型中的参数由实验数据辨识.用所建模型重构恢复力-位移迟滞回线,结果表明该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性.     

基于单自由度参数激励模型的车辆随机振动分析

包装件振动可靠性的分析和优化需要构建高效准确的车辆随机振动载荷分析模型.该研究将车辆建模为单自由度参数激励系统,分析车辆在平稳载荷下的加速度响应.基于Mathieu方程分析车辆动态响应特性,结果表明,车辆响应中出现少量的大幅振动响应的原因是参数激励系统中随机过程β(t)的波动引起了系统的失稳.分别构建车辆在稳态、失稳和...     

关于基础非线性共振频率的实用算式

当土体软弱或扰力较大时，基底一定深度内的主体将进入弹塑性状态，从而导致机器基础共振频率出现下降的非线性振动现象。本文扼要评述了几种由我国学者提出的基础非线性共振频率的简化计算公式，再通过室内外模型试验数据分析比较．结果表明，本文作者提出的由多项式函数拟合地基应力一位移关系而得到的基础振动方程（Duffing方程）及共振频率算式具有应用简使和精度较高的特点．     

基于分数阶导数的金属橡胶动态特性建模

金属橡胶材料具有非线性和黏弹性的动态特性.本研究用三次非线性函数描述其非线性特性,用分数阶三元模型描述其黏弹性,即分别用经典三元模型与分数阶三元模型,结合金属橡胶动态试验数据进行模型参数识别,发现分数阶三元模型能更准确地描述金属橡胶黏弹性力.不同振幅下金属橡胶迟滞曲线的拟合结果表明,分数阶模型可以较好地拟合不同工况条件下金属橡胶的迟滞曲线,为金属橡胶材料动态特性建模提供理论参考.     

三层啤酒瓶周转箱运输包装单元的随机振动响应

以三层啤酒瓶周转箱运输包装单元为研究对象,通过随机振动试验分析其动态响应特性。试验结果表明:顶层啤酒瓶的振动主要受一阶共振频率控制,中间层啤酒瓶的振动主要受前几阶共振频率控制,底层啤酒瓶的振动主要受高阶共振频率控制;多层堆码运输包装单元中啤酒瓶和周转箱的加速度峰值(波峰)分布为Weibull分布;上层周转箱和靠近周转箱中央位置的啤酒瓶经历了更宽、更大的加速度响应水平。研究结果对啤酒瓶的存储、运输具有指导意义。     

粘弹性阻尼隔振体的非线性振动分析

 研究了由基础振动激励、粘弹性材料隔离的被动隔振体的非线性动力响应.用变形的三次多项式函数表征隔振材料的非线性刚度,用分数阶算子表征阻尼,建立被动隔振体的分数阶非线性动力学方程.用谐波平衡法研究其非线性动力响应特性,得出频率响应方程和幅频曲线,分析了非线性因素对系统的影响.最后,用Floquet理论讨论了周期解的稳态性和稳定区间.分析结果表明,含分数阶算子的动力学模型能够准确地描述粘弹性材料隔振器的动态特性.忽略隔振材料的阻尼非线性、刚度非线性将导致隔振设计和隔振效果分析的明显误差.分析方法和结论为精确进行粘弹性材料的被动隔振设计和隔振效果评价提供理论参考.     

非线性自适应起落架振动性能研究

飞机起落架系统是一个非线性振动系统 ,通过建立起落架的非线性振动模型和控制方程 ,用数值模拟方法对主动控制起落架和被动起落架的动态特性进行了比较。结果表明 ,采用主动控制技术可大大降低起落架的冲击载荷和振动载荷 ,提高飞机的滑行性能     

含分层损伤复合材料层合板非线性动力稳定性

采用Reddy 的板高阶剪切变形简化理论研究了含分层损伤复合材料层合板的非线性动力稳定性问题。建立了分层模型, 推导了考虑几何非线性和阻尼效应的Methieu 方程, 给出了该方程的解析解表达式; 研究了参数振动解的稳定性; 然后通过典型数例讨论了分层损伤对层合板固有频率、屈曲临界力以及动力稳定区域的影响; 研究了保守与非保守体系的外载荷的激励频率对层合板第一参数振动的振幅的影响, 以及线性、非线性阻尼对非保守体系的最大牵引深度的影响。由典型算例讨论可知, 随着复合材料层合板分层损伤的扩大, 其动力稳定性能逐渐减弱, 特别是损伤接近层合板的中面时, 分层损伤对其动力稳定性能的影响最大。      

基于等效线性化方法的非线性振动能量采集器功率分析

输出功率分析是振动能量采集器结构设计、参数选择的重要依据。有鉴于传统功率分析方法比较复杂,以一类电磁式振动能量采集器为对象,提出了一种新的非线性振动能量采集器功率分析方法,其核心是将非线性振动方程进行等效线性化处理,并借助传递函数开展功率优化分析。首先,考虑非线性磁力以及基尔霍夫电流定律,建立了通用化的采集器1.5自由度七次非线性机电耦合模型;其次,将动态频率法用于求解该系统控制方程,采用高阶谐波成分替代方程中的非线性项,实现了原有系统控制方程的等效线性化;最后,利用传递函数推导了输出功率表达式,分析等效线性化系统负载,机电耦合系数等因素对于输出功率的影响。研究结果表明:以等效线性化为基础的功率分析,可以有效地克服传统非线性能量采集器系统功率分析方法复杂的问题,具有良好的适用性。     

基于ABAQUS圆柱壳减振装置振动特性研究

目的研究圆柱壳减振装置在货物包装中的振动特性。方法利用有限元软件ABAQUS对圆柱壳减振装置的材料属性进行精确建模,使用模态分析方法得到圆柱壳减振装置在径向、横向和周向的模态振型云图,以及所对应的固有频率,在此基础上研究减振装置材料的弹性模量和货物重力对减振装置振动特性的影响。结果减振装置的自振频率随着材料弹性模量和货物重力的增加而显著提高,结合具体实例将减振装置在无重力挤压下的最低自振频率由原先的11.25 Hz提高到19.51 Hz,在重力挤压下由19.51 Hz提高到31.24 Hz,避免了共振的发生。结论通过改变减振装置材料的弹性模量可以有效避开外部激励源的谐振载荷频率范围。     

非线性铁木辛柯梁饱和吸振

主要研究了利用饱和现象降低非线性梁的振动。基于哈密尔顿最小势能原理建立非线性梁的动力学模型,利用多尺度方法求解非线性梁系统的频率响应方程,通过调节有效参数使梁进入饱和状态,梁的振动得到效抑制。     

螺栓连接非线性振动特性研究

摘要：在不同的外界激励下,螺栓连接常常表现出一定的非线性。为研究螺栓连接的非线性特性,设计了一个螺栓连接系统,并对其进行不同基础激励下的正弦扫频实验。通过实验数据的分析得到了螺栓连接的共振频率和相对阻尼系数,发现其随着激励量级的不同呈现出较明显的非线性特性。在理论模型研究中,将系统简化为非线性弹簧、非线性阻尼器、质量块的单自由度模型,并利用实验数据对非线性方程中的系数进行了识别。利用此非线性模型,求出系统的主共振频率和相对阻尼系数,它们与实验结果相比差别较小,说明文中所给的非线性方程能较好描述螺栓连接的振动特性。     

考虑裂纹效应的弹性板振动分析模型

针对含裂纹板的动力学问题,提出了一种耦合裂纹效应的弹性板动力学建模方法。该方法依据变形等效原则用虚拟外部载荷代替裂纹作用,并通过力学平衡原理建立了耦合裂纹项的弹性板运动方程,且基于Rice和Levy应力关系式推导出裂纹项表达式;在此基础上,结合Galerkin法和Berger经验,把含裂纹弹性板振动系统简化成一单自由度非线性振动模型进行动力学特性分析。通过算例探讨了裂纹尺度、阻尼以及激励力位置对弹性板振动特性的影响。结论表明,裂纹尺度和板尺寸对振动非线性作用明显,动应力幅值受阻尼与激励力位置的控制。     

多环盘组合结构的横向弯曲耦合振动建模与求解

超声谐振系统是旋转超声加工的核心设备,而多环盘结构是超声谐振系统中一种典型的负载结构,其横向弯曲耦合振动分析对于超声谐振系统设计具有重要意义。基于Mindlin厚板动力学理论,利用环盘的位移、转角、剪力和弯矩的连续条件和边界条件,建立了多环盘组合结构的横向弯曲耦合振动分析模型,推导了频率求解方程,并基于MATLAB设计了多环盘横向弯曲耦合振动频率的计算软件。通过理论模型求解、有限元模态分析和齿轮模态实验之间的对比分析,验证了该求解模型的准确性和程序的实用性,为旋转超声加工系统的设计提供了技术参考。     

非线性弹性地基上矩形薄板的动力学研究

本文研究了非线性弹性地基上矩形薄板的非线性振动特性和振动稳定性。在考虑了地基板阻尼和非线性效应的基础上,建立了小挠度矩形板横向均布简谐激励作用下的非线性动力学方程;用谐波平衡法研究了其非线性振动特性;导出了频率响应方程,研究了频率响应特性;讨论了非线性因素的影响,得出了忽略地基板非线性因素的条件;分析了地基板的非线性振动的稳定性,得出了稳定区和不稳定区的分界线方程。