本文關(guān)鍵詞：周期載荷下多股簧的動力學模型及響應特性研究　出處：《重慶大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：多股螺旋彈簧（簡稱多股簧）是由鋼索（通常由2-7股碳素彈簧鋼絲纏繞而成）卷制而成的圓柱螺旋彈簧。由于多股簧抗沖擊特性好、吸振能力強、具有較大的剛度和非線性阻尼，因此廣泛應用于自動武器和減振系統(tǒng)上。然而，目前針對多股簧的動態(tài)響應特性沒有探明，在設(shè)計多股簧減振系統(tǒng)時，往往只進行靜態(tài)設(shè)計，不能保證所設(shè)計系統(tǒng)的動態(tài)性能。為了提高多股簧的相關(guān)設(shè)計水平，本文對周期載荷下多股簧的動態(tài)特性進行了深入的分析與研究，建立了多股簧的動力學模型，提出了模型的參數(shù)識別方法，并提出了典型多股簧非線性系統(tǒng)的動態(tài)響應分析方法。本文的主要工作如下： ①通過動力學試驗，得到周期載荷下多股簧的動態(tài)特性曲線，觀察發(fā)現(xiàn)多股簧具有明顯的非線性遲滯特性，剛度漸硬，動力學曲線重疊且不對稱。查閱文獻對典型的遲滯系統(tǒng)模型Bouc-Wen方程進行了研究，分析了標準化Bouc-Wen模型及其解析表達式，提出了Bouc-Wen模型的快速高精度計算方法，，并計算了模型的耗散能量。在此基礎(chǔ)上，通過添加非線性剛度和非線性放大因子，對Bouc-Wen方程了參數(shù)修正，建立了多股簧的動力學模型。 ②提出算法對多股簧動力學模型進行了參數(shù)識別。首先，對實驗數(shù)據(jù)進行濾波去噪，得到較平滑的特性曲線。然后，根據(jù)模型中Bouc-Wen遲滯部分在穩(wěn)定區(qū)時最大輸出趨近于1的特點，分離出非遲滯部分——非線性剛度和非線性放大因子，并使用最小二乘法識別出相關(guān)系數(shù)。最后，根據(jù)已經(jīng)識別出的參數(shù)分離出Bouc-Wen模型部分，使用IUKF算法，得到遲滯部分的參數(shù)。通過數(shù)值仿真和動力學試驗結(jié)果證明，該識別算法準確有效，IUKF算法對初值的魯棒性好，動力學試驗結(jié)果同時也證明了提出的多股簧動力學模型的正確性。 ③針對典型的多股簧非線性系統(tǒng)，建立系統(tǒng)的模型方程。對方程進行無量綱化，并根據(jù)多股簧的參數(shù)特性，得到模型的主要影響參數(shù)，從而簡化系統(tǒng)方程。使用等效線性化方法，根據(jù)能量等效原則和提出的Bouc-Wen耗散能量計算方法，得到了模型的等效線性化阻尼，從而將復雜的非線性系統(tǒng)簡化成等效的線性化系統(tǒng)。提出相應的動態(tài)響應計算方法，對多股簧非線性系統(tǒng)進行頻率掃描，得到模型的響應特性曲線。通過與數(shù)值計算和試驗結(jié)果對比，該方法簡單準確有效，能夠滿足工程實際需求。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH135

【參考文獻】

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1 黃河;王時龍;王甫茂;;基于PC的多股簧數(shù)控卷簧系統(tǒng)的研究[J];機床與液壓;2010年18期

2 雷松;王時龍;馮治恒;蕭紅;李小勇;;螺旋彈簧冷繞成形與回彈的數(shù)值分析[J];計算機工程與應用;2011年27期

3 王時龍;雷松;蔡振兵;李小勇;周杰;朱e

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