碰撞振动

摘要： 针对一类单自由度含间隙多约束碰撞振动系统,通过在碰撞面处建立系统的Poincaré映射,推导系统的Jacobi矩阵,将连续动力系统转换为离散动力系统,并利用Gram-Schmidt正交化和范式归一化计算得到系统的Lyapunov指数谱。通过数值模拟,计算系统混沌吸引子与周期吸引子的收敛序列,结合系统相图、单参分岔图及Lyapunov指数谱,分析系统周期运动稳定性及各类分岔现象,通过控制系统参数双向变化发现相邻周期运动间存在的周期共存现象,验证该计算方法的有效性和正确性,研究成果可为后续针对该系统的混沌判断及混沌控制提供理论依据。

摘要： 为了适应舰载设备抗冲击考核要求的增长,提出一种能够实现冲击强化的方法,并对这种方法进行理论推导和算例验证.利用二次冲击实现冲击强化,对冲击强化方法进行物理模型建立,将全部过程分段进行碰撞振动分析;以实际算例进行计算,分别以时间历程响应和冲击谱描述冲击环境,对二次冲击前后的冲击环境进行比较.结果表明,加速度峰值放大了9.5倍,等速度谱值放大了2.01倍,等加速度谱值放大了5.6倍,所提方法能够在时域和频域范围内有效实现冲击环境的强化.

摘要： 针对一类含间隙单自由度碰振系统混沌运动的控制问题,提出一种PSO-SVM智能优化控制策略。基于SVM三层网络结构设计混沌控制器,同时借助PSO算法优化选取控制器参数,有效地避免了人为选取控制器参数的主观性和盲目性。该控制策略不依赖被控系统的精确数学模型和确切的动力学信息,仅需要获得系统的输入/输出数据。

摘要： 建立具有对称弹性约束摩擦碰撞振动系统的力学模型,研究了滑移—粘滞运动与纯滑移运动相互转迁的规律,探讨了两类不同运动的冲击速度,分析了低频下相邻对称运动之间出现的多样亚谐运动.本文揭示了滑移—粘滞运动交替发生鞍结分岔和擦切分岔使得碰撞次数不断变化,低频阶段,滑移—粘滞运动通过Rising分岔进入到纯滑移运动.发现相邻基本周期振动转迁具有不可逆性,对称周期振动以不变的碰撞次数发生叉式分岔进入到对应的非对称碰撞振动中,总结出相邻基本周期振动之间的转迁规律.

摘要： 基于含分数阶微分的单自由度线性双侧刚性碰撞模型,研究了双侧对称碰撞振动系统在简谐激励下的稳定性和分岔行为.利用平均法得到分数阶线性系统的等效刚度和等效阻尼,获得碰撞振动的稳态解;利用迭代法得到更精确的瞬态固有频率,从而获得碰撞振动的瞬态解.在此基础上,得到了双侧对称碰撞振动系统的近似解析解.根据近似解析解,分析了对称n-1-1周期运动的存在条件,并利用Poincaré映射研究了n-1-1周期运动的稳定性.详细分析了当外界激励频率、分数阶阶次和间隙变化时系统的分岔行为.分析结果表明,在双侧对称分数阶振动碰撞系统中,存在着擦边分岔、音叉分岔、倍周期分岔和混沌运动.

摘要： 机械系统中一般同时存在刚性约束和弹性约束,不同约束形式会对振动系统动力学行为产生不同的影响.因此建立了具有刚性及弹性复合约束的两自由度受迫振动系统的动力学模型,分析了复杂受力情况下粘滞运动的发生条件.采用四阶Runge-Kutta数值积分法,结合分岔图、相图、时间历程图,研究了系统在低频条件下相邻基本周期冲击振动的转迁规律,讨论了弹性约束刚度比μ0对于系统冲击振动特性的影响.结果表明:Real Grazing分岔将导致基本周期运动p/1冲击次数p增加一次而进入稳定的(p+1)/1运动,Bare Grazing分岔将使系统进入含有亚谐运动、概周期运动、混沌运动的转迁域.复合约束条件下Bare Grazing分岔还可能会激发半环状周期窗口.弹性约束刚度比μ0越小,则系统冲击振动的模式类型越简单,μ0越大则将引入更多的亚谐运动、概周期运动和混沌运动.

摘要： 管道与间隙约束间的碰撞振动是工程输流管结构的一个重要动力学现象.迄今,人们通常采用光滑的非线性弹簧来模拟管道与间隙约束之间的碰撞力,但这种光滑的碰撞力无法真实反映碰撞前后管道状态向量的非光滑传递特征.本文基于非光滑理论建立了具有刚性间隙约束简支输流管的非线性碰撞振动模型,利用Galerkin法离散了无穷维的管道模型,并引入恢复系数构造了碰撞前后管道各处状态向量的传递矩阵,运用四阶龙格库塔法分析了脉动内流激励下管道与刚性间隙约束的非光滑碰撞振动现象,着重讨论了刚性间隙约束参数对管道动态响应随流速脉动频率变化的影响规律,特别是碰撞振动的周期性运动规律.研究结果表明,刚性约束间隙值对管道碰撞振动行为的影响较大,在某些脉动频率下管道会出现多周期和非周期性的运动形态,还可出现非光滑系统特有的黏滑现象.此外,碰撞恢复系数对管道振动的影响也比较显著,较小的恢复系数值更容易使管道在大范围脉动频率区间出现复杂的非周期碰撞振动.

摘要： 针对在高速轻载条件下,齿轮传动系统出现的碰撞振动现象.以直齿轮传动系统为研究对象,结合Hertz接触理论,构建了系统碰撞振动分析模型.在轻载条件下,就不同转速及负载对齿轮副碰撞振动的影响进行了分析.研究发现载荷较小时轮齿间产生碰撞振动现象,啮合力频谱出现1/3次谐波,此时表现出极强的非线性,随转速的增加,碰撞力幅值逐渐增大,脱啮时间逐渐减小;随负载逐渐增加齿面依次经历了双侧碰撞,单侧碰撞以及正常啮合三个阶段,当负载达到碰撞振动门槛值时,齿轮副开始正常啮合.该研究成果为齿轮系统的减振降噪提供了理论依据.

摘要： 本文应用大型多体动力学仿真软件MSC.ADAMS，基于Hertz的碰撞理论，建立了高频周期激励作用下轮齿的碰撞振动模型。对多种情况进行了数值模拟，得到了以往运用其它方法很难得到的外齿激励作用下内齿的运动规律。

摘要： 本文综述了本课组在多自由度碰撞振动系统环面分岔与混沌方面的研究工作.介绍了对该类系统周期运动的Hopf分岔与四类余维二分岔的研究结果.这些结果表明,周期运动通过环面与余维二分岔既可形成多类二维环面不变运动,也可形成三维环面不变运动和其它复杂的不变运动,再由环面进一步地变形、破裂和锁相,形成多种通向混沌的道路.

摘要： 本文研究了浮筏上刚性连结的小设备冲断后在有限空间的碰撞振动,建立了相应的力学模型,并采用碰撞理论研究了其对浮筏系统的影响.实例分析表明:小设备的碰撞使得浮筏隔振系统在受到冲击后的振动速度发生阶跃现象,系统的稳定性受到影响;从振动位移图上,可以看出被隔振的设备的最大振动位移比浮筏最大振动位移大,达不到隔振的目的;碰撞产生的碰撞冲量和冲断后小设备的质量成正比.

摘要： 建立了两自由度碰撞振动系统的动力学模型及其周期运动的Poincaré映射,通过数值仿真研究了碰撞振动系统的周期运动在强共振条件下临界点附近的动力学性态,证明在临界点的一侧存在亚谐分岔或Hopf分岔,而在另一侧存在多种吸引子共存的现象,这些吸引子包括周期运动、拟周期运动、混沌运动.

摘要： 首先定义了碰撞点、碰撞域和碰撞边界概念,并以一个双约束映射来反映碰撞振动过程.当该映射包含随机变量时,给出了碰撞时间、碰撞速度以及随机映射的计算表达式.由于只有约束映射涉及到边界问题,因而基于该方法的碰撞振动研究可推广到较复杂的系统.

摘要： 简要介绍了一类具有单侧刚性约束碰撞振动系统的Hopf分叉、倍化分叉、奇异性及混沌的形成过程.

摘要： 该文分析了单自由度碰撞振动系统在完全塑性碰撞条件下动力学的圆周不连续自映射，描述了系统周期运动的规律，研究了擦边运动及Poincare映射奇异性对系统局部部分叉和全局分叉的影响。

摘要： 对于自治系统的碰撞振动，建立了系统的周期运动的存在性理论的求解方法以及周期运动的稳定性判据。

摘要： 保持架的断裂是轴承失效的重要原因之一,尤其在高速轴承中,保持架和滚子间频繁的碰撞严重影响了保持架的动态性能和可靠性.本文在轴承拟动力学分析的基础上,重点考虑保持架和滚子间的碰撞作用,建立了简化的圆柱滚子轴承保持架动力学模型,分析了滚子和保持架的运动和碰撞情况,研究了轴承工况条件和结构参数对保持架受到碰撞力的影响,为保持架断裂事故分析和保持架设计提供了一定的理论参考.

摘要： 以船舶设备的支承保护系统为例,在考虑振动系统具有振动边界的特殊情况下,采用经典的碰撞理论直接导出该系统的随机离散映射方程,建立其冲击后振动的离散动力学模型,经过对某实船设备在冲击作用后的振动响应调查指出,由于可能发生碰撞,该系统呈现复杂的非线性特性,该结论对如何正确设计设备支撑保护系统提供了理论参考依据.

摘要： 本发明属于机械制造技术领域，具体涉及可以降低船舶总体在外载荷作用下产生的响应及其提高船舶总体对水平和垂向弯曲振动的抵抗性的一种船体总振动控制的碰撞质量阻尼器PTMD装置。本发明包括：舰船艉部货舱1、第一弹簧2、第二弹簧3、PTMD装置详图4、PTMD质量块5、第一碰撞限位挡板6、第二碰撞限位挡板7、第一粘弹性材料层8、第二粘弹性材料层9、第三粘弹性材料层10、第四粘弹性材料层11、圆柱状立柱12、位移传感器13，温度传感器14。本发明采用的总振动控制的PTMD装置机械结构稳定，可以大幅度地提高了船体对总振动的抵抗特性，具有工作年限长，效率高，成本低等优点。

摘要： 本发明公开了一种海洋立管涡激振动碰撞测试系统，主要包括海洋立管模型、双层支持装置、双自由度气浮滑轨系统、循环波流水槽和数据测量采集系统。双层支持装置的支持框架横跨于循环波流水槽之上并将支持框架下端与水槽外侧下边缘固定；两套带有空气轴承的双自由度气浮滑轨分别通过螺栓固定在支持框架的上下层，上下两层位置对齐且平行；海洋立管模型竖直固定，且可在竖直方向调节高度；用于数据测量采集的各类传感器分散布置于海洋立管模型、横向滑动的空气轴承的下端和双层的支持框架之中；竖向布置的海洋立管模型部分浸没于循环波流水槽之中。本发明中在每层各安装一套双自由度气浮滑轨系统从而实现两根海洋立管模型独立的双自由度运动。

摘要： 本发明提供了一种基于碰撞的低频、多方向振动能量收集装置，其特征在于包括壳体、弹簧、绝缘支撑杆、磁铁、线圈、环形阻挡片、质量块、绳子；壳体上的表面突起有硬质碰撞杆；绝缘支撑杆的一端与磁铁固定连接，绝缘支撑杆的另一端与下底座固定连接；磁铁固定在距离壳体上底面一定距离的壳体内部；硬质碰撞杆远离所述壳体的一端插入所述阻挡片的内部；质量块的一端与阻挡片背向所述硬质碰撞杆的一端固定连接，质量块的另一端与绳子的一端固定连接，绳子的另一端与上底座固定连接；应用本技术方案可实现将环境中的低频、多方向振动能量转换为壳体的高频振动并通过线圈转换为电能，从而实现外界的振动机械能到电能的转换。

摘要： 本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种微距高频振动碰撞焊接方法，先将第一焊接件、第二焊接件相对高频振动，使位于第一焊接件的第一焊接面与位于第二焊接件的第二焊接面在微小距离内高频碰撞，该微小距离为0.1‑3mm，待碰撞产生的热量使得第一焊接面和/或第二焊接面熔化后，停止高频振动，然后沿振动方向将两个待焊工件在一定压力下对接，持续按压后松开，完成焊接，本发明通过高频振动，使焊接表面高速高频碰撞摩擦生热实现焊接，其优点是没有线性振动摩擦焊对产品外形和结构的要求高，焊接面只要有焊接模具支撑，就可以实现焊接，且不会有粉尘产生，是一种焊接质量好，低能耗、高精度、适用范围广的新的焊接方式。

摘要： 本发明提供了一种磁旋摆碰撞式电磁振动能量俘获装置，包括中心固定磁铁、运动磁铁、两块限位挡板和若干线圈；中心固定磁铁为圆环状，运动磁铁为圆柱状或圆环状，运动磁铁与中心固定磁铁之间为吸引力，运动磁铁的运动轨道为环绕中心固定磁铁的环形轨道；两块限位挡板固定于运动轨道的对称位置处，限位挡板用于限制运动磁铁的运动行程，线圈分布于运动轨道下方并对应运动磁铁的运动轨迹设置，可在运动磁铁的运动过程中产生感应电流，线圈外接电流引出端口。装置可水平放置，可竖直放置，在不同情况下可实现单稳态和双稳态特点，使系统具有不同的共振频带，以适应不同的环境振动频率、提高能量俘获效率。

摘要： 本发明提供了一种磁旋摆碰撞式的非线性电磁振动能量俘获装置，包括中心固定磁铁、运动磁铁、限位磁铁、若干线圈和两块限位挡板；中心固定磁铁为圆环状，运动磁铁为圆柱状或圆环状，运动磁铁与中心固定磁铁之间为吸引力，运动磁铁的运动轨道为环绕中心固定磁铁的环形轨道；限位磁铁固定于运动轨道上，限位磁铁与运动磁铁之间为排斥力；两块限位挡板固定于运动轨道的对称位置处；线圈分布于运动轨道下方并对应运动磁铁的运动轨迹设置，线圈外接电流引出端口。装置可水平放置，可竖直放置，调节限位磁铁的大小和磁铁类型，可在不同情况下实现单稳态和双稳态特点，使系统具有不同的共振频带，以适应不同的环境振动频率、提高能量俘获效率。

摘要： 本发明提供了一种基于碰撞的低频、多方向振动能量收集装置，其特征在于包括壳体、弹簧、绝缘支撑杆、磁铁、线圈、环形阻挡片、质量块、绳子；壳体上的表面突起有硬质碰撞杆；绝缘支撑杆的一端与磁铁固定连接，绝缘支撑杆的另一端与下底座固定连接；磁铁固定在距离壳体上底面一定距离的壳体内部；硬质碰撞杆远离所述壳体的一端插入所述阻挡片的内部；质量块的一端与阻挡片背向所述硬质碰撞杆的一端固定连接，质量块的另一端与绳子的一端固定连接，绳子的另一端与上底座固定连接；应用本技术方案可实现将环境中的低频、多方向振动能量转换为壳体的高频振动并通过线圈转换为电能，从而实现外界的振动机械能到电能的转换。

摘要： 本发明公开了一种基于碰撞振动的间隙检测系统及方法，属于机械系统中零部件间隙检测领域，包括试验台和机械系统，还包括激振器、扫频信号发生器、速度传感器、数据处理系统和信号处理系统，所述扫频信号发生器与激振器电连接，所述速度传感器、数据处理系统与信号处理系统依次电连接，所述激振器固定设置在试验台上，所述激振器包括激振器主体和激振器顶杆；所述激振器顶杆与机械系统间隙一侧连接，所述速度传感器与机械系统间隙另一侧连接。本发明基于碰撞振动理论，通过采用激振器、扫频信号发生器、速度传感器、数据处理系统和信号处理系统可以实现对机械系统全方位检测，从而判定机械系统是否存在间隙。

摘要： 本发明涉及一种双轨悬浮车体适应碰撞振动的三级缓冲减振系统及方法，提出三级缓冲减振系统总体布局，规定各级缓冲减振装置的功能。然后是动力学参数设计，将各级缓冲减振装置和悬浮车体结构离散为弹簧‑质量元的动力学参数，建立三自由度的动力学方程，通过优化设计程序平台获得各级缓冲减振装置的刚度和阻尼参数。最后是缓冲减振装置结构设计，选取各级缓冲减振装置的基本形式，提取结构装置的关键几何尺寸，建立有限元参数化结构模型，通过有限元与优化设计程序联合仿真获得各级缓冲减振装置的结构设计结果。本发明考虑了动力学参数优化和结构参数优化，获得性能最优、结构合理的三级缓冲减振系统设计结果，显著缩短缓冲减振系统的研发周期。

摘要： 本发明公开了一种基于碰撞振动监测的甘蔗播种机漏播监测系统，包括甘蔗漏播检测装置和数据处理终端；甘蔗漏播检测装置安装在甘蔗播种机的出种滑道侧挡板外侧，甘蔗漏播检测装置与数据处理终端采用无线数据传输；甘蔗漏播检测装置包括三轴加速度传感器、微控制单元、无线通信模块和电源；微控制单元分别与三轴加速度传感器、无线通信模块和电源连接；数据处理终端负责对甘蔗漏播检测装置不断发送的数据进行监测，掌握实时的播种质量，实现对甘蔗漏播的实时自动监测，提高检测的准确率，并且避免了甘蔗漏播检测装置阻挡甘蔗播种机向下落种。本发明可有效减少漏播现象，准确地对甘蔗漏播现象进行检测，实时掌握播种质量。