非光滑机械系统的动力学研究

发布时间：2017-04-07 23:15

  本文关键词：非光滑机械系统的动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在我们日常生活中，机器的生产、加工和装配的过程中，由于一些不可抗拒的因素，往往造成机械设备具有间隙，由此产生了一系列的碰撞振动。这些振动如果持续的时间太久或者长时间得不到解决，就会引起设备故障、劳损加剧、设备寿命减短等一系列比较突出的问题。因此碰撞振动系统广泛存在于工程实践中日常生产中，对它的研究具有重要的工程指导意义。本文针对此类碰撞系统的四个两自由度的模型做了具体的研究。 1.首先给出的是一个典型的两自由度碰撞振动系统。本章将研究两自由度含间隙碰撞振动系统的动态响应，根据碰撞条件和由碰撞规律所确定的衔接条件求得系统的对称型周期碰撞运动，讨论了该映射不动点的稳定性与局部分叉。用一个两自由度含间隙振动系统阐述了方法的有效性，分析了对称型周期碰撞运动分岔、通往混沌的行为。 2.文章的第二个振动系统也是一个两自由度的模型。根据已有系统，对两自由度冲击振动系统分析了碰撞振动系统的动力学行为进行了分析。对于存在耦合性质的两自由度碰撞振动系统，首先解耦，利用系统周期运动的边界条件求解微分方程，然后推出Poincaré映射，理论分析了不同系统的周期运动的稳定性。运用解析的方法研究了概周期运动的存在性和稳定性，通过数值模拟的方法，，进一步研究了系统参数对周期运动的影响。 3.文章的第四章通过过用系统仿真软件Simulink对一些简单的碰撞模型进行仿真，从而得出相图时间历程图，并找出使系统发生混沌的频率。在实际中，有着很重要的意义。也是通过运用新的仿真软件对一些碰撞振动模型进行简单的仿真。通过选取一些参数仿真研究，可以利用或避免实际机械系统在拟周期状态和混沌状态，为混沌振动机械的利用提供理论依据，有利于初学者尽快理解和掌握混沌的特征。
【关键词】：分岔 混沌 碰撞振动 Poincaré映射 simulink
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH113.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 非光滑机械系统的工程背景8
• 1.2 分析非光滑机械系统动力学的理论工具8-11
• 1.2.1 分岔现象8-9
• 1.2.2 混沌9-10
• 1.2.3 Poincaré映射及其应用10
• 1.2.4 相图10-11
• 1.3 复杂非线性系统动力学的研究现状11-15
• 1.3.1 研究现状11-15
• 1.3.2 非光滑机械系统研究中的主要问题15
• 1.4 本文主要研究工作15-16
• 2 一类单侧刚性约束两自由度振动系统的混沌与分岔16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 系统的动力学模型及周期运动16-18
• 2.3 系统 n-1周期运动存在的条件18-19
• 2.4 碰撞振动系统的 Poincaré映射及稳定性分析19-21
• 2.5 系统周期运动的分岔及混沌的演化21-26
• 2.6 小结26-27
• 3 两自由度含间隙的振动系统动力学振动分析27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 一类两自由度振动系统的力学模型及周期分析27-30
• 3.3 系统 n-1周期运动存在的条件30-31
• 3.4 碰撞振动系统的 Poincaré映射及稳定性分析31-33
• 3.5 碰撞振动系统的 Hopf 分岔、周期倍化分岔及混沌33-39
• 3.6 小结39-40
• 4 对称双弹簧振子受迫、有阻尼横振动的混沌行为的仿真40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 双弹簧振子的物理模型和数学模型40-41
• 4.3 对称双弹簧振子横振动的线性稳定性的分析41-42
• 4.4 对双弹簧振子的 simulink 仿真42-47
• 4.5 两自由度右边弹簧的仿真47-51
• 4.5.1 系统的物理模型以及数学模型的分析47-49
• 4.5.2 模型的 simulink 仿真49-51
• 4.6 小结51-52
• 结论52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 攻读学位期间的研究成果57

【共引文献】

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本文编号：291550