深海采矿水力提升管多场多尺度耦合非线性振动特性

针对深海水力采矿提升硬管流致振动失效问题，采用有限元法、Hamilton变分和虚功原理，建立了多场多尺度耦合作用下深海水力采矿提升硬管非线性振动模型，采用尾流振子模型模拟外部流体对大长径比提升硬管的非线性流体力，考虑了自身纵-横向耦合效应、外部海洋涡激效应以及内流流致振动效应。通过理论计算结果与模拟试验测量数据对比，验证了模型的有效性。研究表明，提升硬管在考虑纵横向耦合、涡激振动和大变形等非线性因素下，提升硬管的振动具有高度非线性特征。随着中间仓质量的增加，提升硬管的顺流向偏移量和均方根应力减小，横流向振动频带分布更广，其顶端受到的轴力更大。小周期、大幅值的波浪对提升硬管的振动、应力和顶端轴力影响颇为明显。     

圆柱壳几何大变形非线性频率求解的渐近摄动法

为解决圆柱壳在工作状态中由几何大变形而引起的弱非线性振动问题，将渐近摄动法引入求解考虑几何非线性的薄壁圆柱壳振动频率。首先，应用Donnell＇s简化壳理论获得了考虑几何大变形情况下具有位移三次项的非线性频率方程，把位移及频率以非线性参数的幂级数形式展开，并令同次幂的非线性项系数相等，由此得到非线性频率一次近似值与初始振幅的一系列耦合代数方程，引入Galerkin＇s方法对非线性频率方程进行解耦正交并忽略其中的永年项，考虑了对应实数根，各阶频率对应的振幅间不存在相互耦合的内共振现象，最终在引入小参数后用摄动法求出了非线性频率的一次近似解。计算结果表明，几何非线性使薄壁圆柱壳产生硬化，其非线性频率升高，并同时讨论了线性、非线性频率与节径数及初始位移之间的关系。     

基于锚杆构件振动响应特征的锚杆轴力无损检测方法EI北大核心CSCD

锚杆轴力测量对评价围岩稳定性具有重要意义。采用接触力学理论建立了锚杆构件振动频率与锚杆轴力关系模型,开展了锚杆锚固系统振动试验。通过采集螺母和托盘的振动响应信号,对不同受力条件下螺母和托盘的非线性振动特性进行了分析,获得了螺母和托盘振动频率与轴力关系;提出了基于螺母和托盘非线性振动特性的实时轴力无损检测方法。试验结果表明:随着锚杆轴力增加,螺母和托盘振动频率呈非线性增加,螺母频率大于托盘,托盘频率的增长率大于螺母;且二者振动频率增长趋势与轴力大小均为单值映射关系,通过测量螺母和托盘的振动频率可以实现锚杆轴力的无损检测。     

非线性"转子-轴承-密封"系统动力分析

将非线性油膜力模型与密封流体Muszynska密封力模型相结合，建立了具有非线性转子-轴承-密封系统的动力学模型。针对转速等因素对耦合系统动态响应的影响进行了仿真计算，给出了系统响应随转子转速变化、压差变化和密封间隙变化的分叉图和最大Lyapunov指数曲线图，以及一些典型的Poincare截面图、轴心轨迹图和频谱图。数值仿真表明，非线性密封力抑制了系统出现倍周期分叉，并且该耦合系统呈现出复杂的动力学行为，产生了包括周期、倍周期和拟周期等丰富的振动现象。     

正交异性矩形板非线性的固有热振动

采用改进的L-P法及伽辽金原理研究正交异性矩形板非线性的固有热振动，并讨论分析了温度、长宽比等因素对正交异性矩形板非线性固有热振动频率的影响。     

考虑几何非线性的方形张拉膜的等效一阶频率

应用达朗贝尔原理建立了考虑几何非线性的方形张拉膜结构的离散非线性振动方程组；应用等效线性化方法得到方程组的线性化刚度矩阵，给出了结构等效-阶频率的计算方法；讨论了各相关参数对膜结构振动非线性特性的影响；考虑到实际应用方便，拟合出了方形膜结构的等效-阶频率的简洁拟合公式，并且例证了拟合公式的适用性。     

卫星结构铝蜂窝板非线性振动试验与参数辨识研究

本文针对卫星主要结构材料铝质蜂窝板的非线性动力特性现象进行了振动试验及分析。根据谐波平衡法原理，对各级等效线性系统进行模态参数辨识，进一步基于Duffing假设，对非线性刚度、阻尼系数进行了识别，并基于多自由度非线性系统理论进行了仿真检验。本文的方法可以推广到整星的非线性结构的研究中去。     

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...     

"振动利用工程"学科近期的发展

介绍了“振动利用工程”学科理论框架的构建，对作者在“振动利用工程”领域的一些方面：例如，若干工艺理论的研究、新型振动机构的研究及应用、非线性振动理论的应用、动态设计方法及研制的若干新型振动机等近期所取得的一些研究结果进行叙述。     

颗粒阻尼吸振器对轧机辊系减振特性的研究

轧机在高速轧制过程中经常会发生垂直振动现象，这种振动行为会影响轧制过程的稳定性以及复合板表面质量和结合强度，不利于轧制生产高效连续进行。为了抑制轧机辊系在轧制过程中产生的垂直振动，该研究设计了一种多自由度颗粒阻尼吸振器。建立了安装吸振器的轧机上工作辊垂直非线性参激振动模型。运用多尺度法求解了系统的幅频特性方程，仿真分析了振动系统的奇异特性、时域特性、频谱特性以及幅频特性。对静定轧机上工作辊进行了垂直振动控制试验，对比发现理论分析与试验结果基本吻合，证明所建立的四自由度振动模型的可靠性。结果表明，颗粒阻尼吸振器能够有效地抑制轧机辊系的垂直振动并满足设计要求。     

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。     

Jeffcott转子碰摩故障试验研究

针对工种实际中遇到的机组转子摩故障开展了试验研究,通过大量的试验,观测到了工作转子速低于一阶临界转速时,转子定子局部碰摩引起的倍频振动,高于一阶临界转速时,局部碰摩引起的分频振 及某些转速内出现的异频伪共振现象,试验民其于碰摩力模型和仿真结果定性一致,试验还表明,异频伪共振是高速工作的转子发生碰摩时的主要振动成分,这一结论对诊断和抑制高速转子的异常超标振动有积极意义。     

含转动干扰粘性阻尼墙的阻尼特性试验研究

通过粘性阻尼墙的非线性动力学试验建立阻尼参数力学模型，研究阻尼参数在具有旋转运动剪切模式的非线性特性及随振动幅值和振动频率的变化规律，给出了适合工程应用参考经验拟合公式，研究显示粘性阻尼墙在剪切模式下可提供高层建筑较大的阻尼特性，旋转运动对阻尼常数有较大的影响，研究结果可以为工程应用提供参考。可为高层建筑抵制地震和风振提供有效的动力学设计手段。     

利用结构化神经网络识别振动系统非线性特性

本文提出了振动系统非线性特性识别的结构化神经网络方法。与传统的前馈神经网络不同的是，该法把系统分为线性和非线性两部分，学习得到的神经网络可以单独识别出系统非线性模型，而不是线性与非线性综合在一起的模型。本文将其应用于振动系统非线性特性的识别。实例表明该方法是可行的。     

基于MRD的水轮发电机组轴系非线性振动控制

考虑多种非线性因素作用下,将磁流变液阻尼器(MRD)引入水轮发电机组非线性振动模型中,建立了基于磁流变液的机组非线性动力模型,研究磁流变液对水轮发电机组轴系振动的影响。通过与传统机组非线性模型进行对比研究,结果表明,使用MRD阻尼被动控制,能够明显改善水轮发电机组系统的动力响应。MRD可以在机组系统周期运动时减小其振幅和速度响应,而不改变其运动形式;并能够抑制某些过渡工况下转速升高后出现的复杂拟周期运动,并减小其振幅波动。     

Nonlinear vibration control of a tall structure with tuned liquid column damper

The nonlinear vibration model of a structure with the tuned liquid column damper (TLCD) is established. TLCD is a successful structure control device. The damping of TLCD is amplitude-dependent and consequently nonlinear. Due to its complexity, the effective linear model is considered for investigating structure characteristics in almost all literatures. Moreover, the structure is usually modeled as a single degree of freedom model. However, the analytical solution for this nonlinear system is derived here. Further, it is found that the optimum design of TLCD for the suppression of vibration depends greatly on the structure parameters.     

二级偏块振动磨主隔振机理研究与试验

针对现有超细粉碎中物料团聚及不细化的瓶颈问题,进行具有强非线性激振功能的二级偏块振动磨主隔振机理研究,样机主振系统采用非线性硬特性线变节距橡胶涂层复合弹簧,使其刚度具有随振强变化而变化的特性,以适应主振系统储能节能和稳定工作的需求;隔振系统采用具有高内阻的环形橡胶复合弹簧,使主振弹簧传递的高振强,通过隔振系统得到大部吸收;样机试验测得系统的加速度时域曲线和功率谱曲线,显示出主振与隔振系统对高振强的利用与隔振的非线性作用效果;初步实现超细颗粒的解团聚和颗粒细化问题,使目前采用粉碎法对超硬粉体进行超细粉碎徘徊在微米级水平上的现状得已突破;试验取得输入d(0.5):10μm、输出d(0.5):0.175μm的阶段性成果。     

定则振动系统下黄冠梨振动特性及损伤研究

目的通过对黄冠梨进行振动试验测试,研究其在定则振动系统下的振动特性以及振动加速度、振动频率与其他振动参数对黄冠梨损伤的影响,建立黄冠梨面积、体积损伤率与时间关系模型。方法通过定则振动中的扫频试验和定频试验,分析黄冠梨的振动加速度与共振频率、能量传递率之间的关系,研究黄冠梨面积损伤率和体积损伤率的变化规律。结果黄冠梨的共振频率随加速度的增大呈下降趋势,0.85g后共振频率基本无明显变化,7层黄冠梨从下至上各层共振频率变化趋势相似。随着振动加速度的增大,单层黄冠梨的共振频率与能量传递率均逐渐变小。结论单层黄冠梨的加速度与共振频率呈非线性关系,多层黄冠梨的面积损伤率与体积损伤率随着层数的增加而变大,其共振频率随着层数的增加而减小。     

非对称转子-轴承-基础系统的非线性振动

对柔性轴两端支承在滑动轴承上的转子，考虑非对称圆盘的陀螺力矩和弹性基础的振动，使用圆短轴承的非稳态非线性油膜力模型，建立了10自由度的转子-轴承-基础系统运动方程，并通过数值方法计算系统稳态响应，分析了系统的非线性振动形式以及弹性基础的振幅调制对转子振动的影响。     

一种考虑径向-轴向碰摩的双盘转子-机匣系统力学模型的建立

建立一个新型径向-轴向复合碰摩转子-机匣系统力学模型,基于轴向碰摩由盘的偏转导致的假设,考虑到振动过程中转轴的挠曲线是一空间曲线,依据偏转角微小角度矢量合成原则,求解出偏转角的振动位移表达式,并以此为基础详细推导了双盘转、静子碰摩点的分布及运动微分方程。本模型既能同时描述转、静子的弯曲振动和扭转振动,又能描述转、静子间的轴向碰摩和径向碰摩,且轴向碰摩和径向碰摩既可以独立发生,亦可共同发生。所建立的力学模型为数值仿真分析,及进一步的研究径向-轴向复合碰摩系统的弯扭耦合非线性振动特性奠定了基础。