發(fā)布時間：2018-03-14 13:44

  本文選題：振動　切入點：間隙　出處：《蘭州交通大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,國內(nèi)外學(xué)者對非線性動力學(xué)的研究大多是基于單參數(shù)分岔,而研究非線性動力系統(tǒng)的動力學(xué)特性及其與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系及參數(shù)的合理匹配規(guī)律,急需提出新的計算方法。在研究胞映射算法的基礎(chǔ)上,本文提出了多參數(shù)協(xié)同仿真的新方法,即把系統(tǒng)參數(shù)平面離散化為參數(shù)胞空間,研究多參數(shù)影響下非線性系統(tǒng)動力學(xué)的復(fù)雜特性,揭示周期運動的多樣性、相關(guān)性、相互作用及其呈現(xiàn)的競爭規(guī)律,確定各類周期運動的參數(shù)域。本文基于多參數(shù)協(xié)同仿真方法研究了含間隙、剛性(彈性)約束系統(tǒng)的動力學(xué)特性及其與參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,揭示周期沖擊振動在參數(shù)空間內(nèi)的多樣性及其演化特征,為系統(tǒng)參數(shù)的合理匹配提供了依據(jù)。首先,運用多參數(shù)協(xié)同仿真方法,分析了一類兩自由度含間隙剛性碰撞系統(tǒng)的動力學(xué)特性及其與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。發(fā)現(xiàn)了低頻激勵條件下相鄰基本周期沖擊運動相互轉(zhuǎn)遷的不可逆性,揭示了此類轉(zhuǎn)遷不可逆性導(dǎo)致的一系列奇異點和兩類過渡轉(zhuǎn)遷區(qū)域(舌形域和遲滯帶)。揭示了完整顫碰-粘滯振動的產(chǎn)生機理。研究結(jié)果表明,在小間隙工況下,隨力頻率ω的持續(xù)遞減,p/1基本周期沖擊運動序列的Grazing分岔接連發(fā)生,碰撞次數(shù)p也相應(yīng)地逐次增加。碰撞次數(shù)p足夠大時,系統(tǒng)呈現(xiàn)非完整顫碰振動。當力頻率減小至Sliding分岔邊界時,非完整顫碰振動轉(zhuǎn)遷為具有粘滯特性的完整顫碰-粘滯振動。隨力頻率ω或間隙δ的遞減,p/1振動發(fā)生Real-grazing和Bare-grazing分岔,其分別位于奇異點的兩側(cè)。隨力頻率ω或間隙δ的遞增,(p+1)/1振動發(fā)生倍化分岔和鞍結(jié)分岔,其分別位于奇異點的兩側(cè)。這四條分岔邊界交替地橫截于一系列奇異點,其結(jié)果產(chǎn)生了舌形域和遲滯帶兩類轉(zhuǎn)遷區(qū)域。由數(shù)值計算結(jié)果可知,由(p+1)/1周期運動的Period doubling分岔邊界PD(p+1)/1和p/1周期運動的Bare-grazing分岔邊界G_(p/1)~b所圍成的舌形域內(nèi)存在(2p+1)/2,(3p+1)/3,(4p+1)/4,…,(np+1)/n,…(p≥0,n≥2)等一系列復(fù)雜且有規(guī)律的亞諧沖擊振動和混沌。而在與0/1和1/1周期運動對應(yīng)的特殊舌形域內(nèi),系統(tǒng)存在1/n亞諧周期運動和Period-adding周期運動序列。在p/1周期運動的Real-grazing分岔邊界Gp/1和(p+1)/1周期運動的Saddle-node分岔邊界SN(p+1)/1所圍成的遲滯帶內(nèi),p/1和(p+1)/1振動因初值不同能夠共存于其內(nèi)。p/1和(p+1)/1運動間的相互轉(zhuǎn)遷只有在奇異點處才是可逆的。其次,把A處的剛性約束改為剛度為K0的彈性約束,以此兩自由度含間隙彈性約束碰撞系統(tǒng)為研究對象,著重分析了彈性約束和剛性約束對碰撞系統(tǒng)動力學(xué)特性影響的差異。當彈性約束剛度分布比μk0足夠大時,含彈性約束與含剛性約束的碰撞系統(tǒng)的動力學(xué)特性類似。對相應(yīng)的預(yù)壓碰撞系統(tǒng)的動力學(xué)特性分析,即把A處的剛性(彈性)約束改為初始預(yù)壓量為B的碰撞系統(tǒng),因碰撞系統(tǒng)中預(yù)壓量B的存在,使得此類碰撞系統(tǒng)的周期運動及其參數(shù)域在負間隙方向上延伸。最后,把多參數(shù)協(xié)同仿真方法應(yīng)用到復(fù)雜的工程實際中,通過建立含間隙彈性碰撞的輪軌動力學(xué)模型,研究了軌道車輛輪軌彈性碰撞的周期運動及其參數(shù)域,著重分析了動力學(xué)特性及其與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。得出了輪對蛇行運動的失穩(wěn)速度隨輪對懸掛裝置剛度等主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化關(guān)系。研究結(jié)果為優(yōu)化輪對系統(tǒng)動力學(xué)特性和提高蛇行運動的臨界速度提供了參考,同時也為軌道車輛、車-橋耦合、車輛-軌道耦合等含間隙碰撞系統(tǒng)的動力學(xué)特性及參數(shù)匹配研究提供依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH113

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本文編號：1611463