非线性隔冲系统最大响应的计算方法

提出了一种计算具有三次方非线性刚度的单自由度隔冲系统最大的响应方法,该方法将计算过程分成冲击作用阶段和自由衰减振动阶段,在冲击作用阶段中,认为系统的冲击刚度为常数,在自由衰减振动阶段中,考虑系统的刚度非线性,用迭代法推导出了系统最大位移和最大加速度的一阶近似表达式,据此可用数值计算的方法求出系统的最大位移和最大加速度。     

声学黑洞环在导弹级间减振隔冲中的应用研究

在导弹系统中,发动机及火工品产生的振动和冲击会严重影响战斗部的打击精度和可靠性。采取有效的减振隔冲措施至关重要。声学黑洞(acoustic black hole, ABH)作为一种新型的波操纵技术,利用结构阻抗的变化,使结构中传播的波相速度和群速度发生变化,在结构局部区域实现波的聚集,借助少量阻尼即可高效地将能量耗损。该方法具有高效、轻质、宽频等优点,为结构动力学控制提供了新的思路,具有较强的潜能和应用前景。针对导弹系统的振动冲击问题,提出了基于ABH效应的级间减振隔冲环(简称：ABH环)设计方案,以提高装备的打击精度及任务可靠性。运用有限元仿真方法研究了ABH环的动态特性,分析表明其具有良好的能量转移与耗散能力。建立了ABH环结构-战斗部模拟模型,通过模拟飞行过程的随机振动以及级间分离等冲击作用,对系统响应特性进行了分析并评估抑制效果。结果表明,所提ABH环应对复杂动载荷工况时具有较好的减振隔冲效果：降低幅值增加衰减速率。该研究既为导弹减振隔冲提供了思路,又有效扩宽了声学黑洞新技术的应用范围。     

力激励下非线性碟形弹簧减振系统的性能研究

详细研究了考虑静力载荷影响的、具有弹性非线性和Coulomb磨擦阻尼非线性的碟簧元件的动力学特性。首先利用Fourier级数展开和平均法研究了非线性蝶簧系统的自由振动,讨论了影响自由振动的振幅和频率的各种因素,然后利用Fourier级数展开和谐波平衡法研究了力激励下非线性碟簧系统的强迫振动,通过详细的参数研究考虑了非线性碟簧元件的减振性能特性,最后采用修正的稳定性分析方法研究了稳态响应的稳定性。     

八连杆隔离器的结构及隔冲特性分析

为提高惯导设备隔离器的防护能力,基于Stewart平台理念,提出了一种能够大幅度卸载任意方向冲击载荷的八连杆隔离器,该抗冲击隔离器能够显著提高惯导设备的防护能力.首先分析了结构的刚度特性,得出静刚度与理论设计相符,并基于振动试验,得出该结构的固有频率满足设计要求,隔振效果较好;同时,在大量的冲击试验和仿真的基础上,通过...     

斜支承弹簧减振系统竖向非线性自振研究

建立了斜支承弹簧减振系统的竖向非线性振动控制方程,研究了斜支承弹簧减振系统的竖向非线性自振问题.采用L-P法推导了斜支承弹簧减振系统竖向非线性自振的近似解,讨论分析了斜支承弹簧的倾角、减振系统的竖向振幅等因素对斜支承减振系统非线性自振的影响,为斜支承弹簧减振器的设计提供了理论依据.     

减振镗杆系统非线性动态特性与吸振能量研究

内置式减振镗杆系统的振动与噪声一直是国内外研究的热点问题。为研究减振镗杆系统非线性振动与内部减振块吸振能量变化特性,引入考虑镗杆内部阻尼液和橡胶圈耦合作用的非线性阻尼和时变刚度,建立两自由度减振镗杆系统非线性动力学模型;基于减振块与镗杆杆体之间的相对运动分析,构建减振块吸振能量模型。研究减振块质量和外激励频率对系统动力学响应以及减振块最大吸振能量的影响特性,探讨非线性振动特征如分岔、准周期运动和混沌等与吸振能量变化之间的内在规律。考虑减振块质量与外激励频率关联作用或匹配关系的影响,分析参数平面上系统非线性动力学行为和减振块最大吸振能量的分布特性,研究结果可为减振镗杆系统结构优化设计和动态性能改善提供科学依据。     

舰船机电控制设备隔冲性能分析

将舰船机电控制设备作为单自由度隔冲系统建立隔振系统动力学模型。以响应加速度为指标分析系统冲击隔离能力,为机电控制设备隔冲装置设计提供参考。构建舰船机电控制设备冲击有限元模型,进行设备非线性显示动力学计算,研究机电控制设备隔冲性能。最后,搭建机电控制设备冲击试验平台,测试设备冲击动态特性。     

金属橡胶消极减振系统复杂响应特性研究

对金属橡胶非线性消极减振系统的复杂响应特性进行了研究,基于减振器的双折线本构关系对隔振器的迟滞恢复力进行了线性等效,推导了减振系统的状态方程;对减振器进行了动态加载实验,利用实验数据识别得到了减振器的实际物理参数;利用辨识得到的有量纲的物理参数对系统进行数值仿真,绘制了系统随激励幅值和频率变化的分岔图,确定了系统产生混沌振动的参数区间,分析了金属橡胶减振系统的单频输入多频甚至宽频输出的复杂响应特性,并通过振动实验进行了验证。     

基础激励下非线性碟簧减振系统的特性研究

详细研究了考虑静力载荷影响、具有弹性非线性和Coulmb摩擦阻尼非线性的磺簧元件的动力学特性。首先利用Fourier级数展开与平均法研究非线性碟簧系统的自由振动,讨论影响自由振动的振幅和频率的各种因素;然后利用Fourier级数展开与谐波平衡法研究基础激励下非线性簧系统的强迫振动,通过详细的参数研究考察非线性碟簧元件的减振性能特征;最后采用修正的稳定分析方法研究稳态响应的稳定性。     

悬挂弹簧几何非线性减振系统的固有振动特性

建立了悬挂弹簧几何非线性减振系统的竖向振动控制方程,研究了悬挂弹簧几何非线性减振系统竖向固有振动问题,推导出了悬挂弹簧几何非线性减振系统的竖向固有振动的近似解.讨论分析了悬挂弹簧几何非线性减振系统的弹簧倾角、减振系统的竖向振幅等因素对悬挂弹簧几何非线性减振系统固有振动特性的影响.     

A method of calculating the dynamic error of a nonlinear detector

A method is considered for determining the dynamic error of a detector in the presence of various forms of nonlinear characteristic. The use of the method is demonstrated on simple examples. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 2, pp. 15–19, February, 2006.     

A new approach on vibration analysis of locally nonlinear stiffness and damping system

The nonlinear force induced by spring and damping of 2-degree-of-freedom locally nonlinear vibrating system is regarded as applied force, and its mathematical model is established in this paper. Then impulse response temporal method of linear vibrating system is applied in the system, the response of locally nonlinear vibrating system is obtained by convolution integration between unit impulse response of corresponding linear system and equivalent nonlinear force, and numerical simulation of the model is attained. Finally, the feasibility of the new method on the domain of locally nonlinear vibrating system is verified by comparing the results, which supplies a new method to solve approximately vibration response of locally nonlinear vibrating systems.     

An analytical method for calculating stiffness of two-dimensional tri-axial braided composites

This paper presents a new analytical method for calculation of the stiffness of two-dimensional tri-axial braided composites. A unit cell has been introduced as a representative cell of a braided composite and its components. The braided composite is considered as consisting of three layers. The first two layers represent braided tows and the third layer is the axial tow. Then, using rule of mixtures, mechanical properties of each layer are calculated. Next, using analytical relations, the undulation of representative layers of braided tows is calculated. Finally, using a volume averaging method, the total stiffness of the braided composite is calculated. The results are compared with those obtained from experimental methods and the effect of braided tows crimp on the stiffness of braided composites is examined.     

非线性振动方程多重解求解方法

非线性振动方程多重解的求解过程中,迭代初值难以有效确定,不稳定周期解收敛域很小,利用通常的微分方程解法无法直接求解。针对这个问题,引入同伦算法,使得初始值的选取无任何限制;同时利用预测-校正算法对外激励参数变化下的解曲线进行追踪,得到系统的多重解。该方法不但可以计算稳定的周期解,而且不稳定的周期解也可以求出。采用Duffing振子运动方程对该方法进行了计算验证,通过与理论近似解以及龙格-库塔法计算结果的对比,验证了该方法的有效性。     

车辆-轨道非线性耦合动力学的精细积分法及其应用

提出精细积分法求解移动质量与结构相互作用的新的计算方法。分析焊接接头不平顺和轨枕悬空对轮轨力和轨道部件之间相互作用力的影响。该方法采用非齐次项的Duhamel积分的精细积分算法,避免状态空间下系统矩阵求逆。通过Lagrange插值多项式获得移动质量与结构相互作用的载荷项外插公式,无需迭代求解移动质量和结构非线性相互的动态响应。系统矩阵具有时不变性,无需反复计算指数矩阵。在每个积分步内,利用Euler梁的形函数分解移动载荷项,获得移动载荷与结构相互作用时间和空间连续变化的情况。计算结果表明,轮轨力的第一个峰值主要由于焊接接头不平顺造成,轨枕悬空主要影响轮轨力第二峰值。焊接接头不平顺区易出现轨枕悬空。轨枕悬空出现后,悬空区有扩大的趋势。     

一种新的非线性失真评价方法

提出了一种新的非线性失真客观评价方法。评价信号选用多频声,原始信号和失真后的信号通过听觉模型处理,得到感知倒谱距离,在此基础上将感知倒谱距离计权后得到所需要的客观评价参量。主观验证实验表明,当选取合适的评价节目源时,主客观评价结果的相关度均可达到0.84以上。     

桥梁结构地震碰撞分析模型的碰撞刚度计算方法研究

针对桥梁结构地震碰撞模拟问题,文中分别推导了基于波动理论的直杆共轴碰撞模型和基于接触单元法的刚体碰撞模型中相应的最大碰撞变形的计算式,并基于二者相等的关系给出了Kelvin模型和Hertz-damp模型中相应碰撞刚度的计算方法,并对所建议方法的合理性和精确度进行了验证分析。研究结果表明,文中建立方法计算的Kelvin模型的碰撞刚度数值明显小于较短主梁的轴向刚度,这一点与以前学者基于实测数据分析得到的结论相一致。数值分析结果表明,相比以前的碰撞刚度计算方法,采用本文建议的方法确定Hertz-damp模型的碰撞刚度时,可以显著提升其碰撞模拟精确度。     

A modified Newton‐type Koiter‐Newton method for tracing the geometrically nonlinear response of structures

The Koiter‐Newton (KN) method is a combination of local multimode polynomial approximations inspired by Koiter's initial postbuckling theory and global corrections using the standard Newton method. In the original formulation, the local polynomial approximation, called a reduced‐order model, is used to make significantly more accurate predictions compared to the standard linear prediction used in conjunction with Newton method. The correction to the exact equilibrium path relied exclusively on Newton‐Raphson method using the full model. In this paper, we proposed a modified Newton‐type KN method to trace the geometrically nonlinear response of structures. The developed predictor‐corrector strategy is applied to each predicted solution of the reduced‐order model. The reduced‐order model can be used also in the correction phase, and the exact full nonlinear model is applied only to calculate force residuals. Remainder terms in both the displacement expansion and the reduced‐order model are well considered and constantly updated during correction. The same augmented finite element model system is used for both the construction of the reduced‐order model and the iterations for correction. Hence, the developed method can be seen as a particular modified Newton method with a constant iteration matrix over the single KN step. This significantly reduces the computational cost of the method. As a side product, the method has better error control, leading to more robust step size adaptation strategies. Numerical results demonstrate the effectiveness of the method in treating nonlinear buckling problems.     

扩展不确定度的新算法

提出了扩展不确定度的新计算方法——简化方法和精细方法.简化方法无需查t-分布表,计算简单.精细方法比t-分布法精度更高.     

基于混合模型的超大规模隧道结构非线性动态有限元分析

提出了一种用于对超大规模隧道结构进行有限元分析的混合模型建模方法,弥补了以往仿真计算中宏观与微观不能同时兼顾的不足。利用并行算法,并对整体混合模型的计算时间步进行了有效的控制,使超级计算机能完成此类超大规模整体混合模型的计算。用混合模型建模法对青草沙水源地原水工程输水隧道进行非线性动态有限元仿真,得到的结果既反映了宏观的响应规律,又反映了局部精细结构的具体变化,证明了此种混合模型建模方法的可行性。