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  • 简介:多体系统多点接触碰撞问题可以归结为一个系统动力学方程与并协性约束方程相结合问题.针对这样一个含并协性条件混合方程组,建立了基于LCP格式包含碰撞/接触问题多刚体系统动力学分析框架,提出了一种基于步长评价准则变时间步长数值求解策略,实现了无摩擦情况下多刚体系统多点接触碰撞问题数值算法.最后给出了数值算例,验证了算法有效性.

  • 标签: 多体动力学 接触碰撞 LCP方法
  • 简介:研究了一般非完整系统虚位移关系不确定性问题与非线性问题,提出了本质线性非完整约束和本质非线性非完整约束概念,证明并给出了各种虚位移定义和交换关系合理适用范围.研究表明,在本质线性非完整系统中,各种虚位移定义和交换关系合理,可以在数学与力学上得到统一.然而,在本质非线性非完整系统中,已有的虚位移定义和各种交换关系会导致数学或力学上矛盾.这些矛盾来源于对本质非线性非完整约束物理实现不清楚.

  • 标签: 非完整系统 Appell-Chetaev定义 交换关系 虚位移
  • 简介:针对日益受到关注液体晃动问题,提出了一种基于浅水波理论研究方案.该方案采用浅水波理论而非势流理论导出系统控制方程,并通过哈密顿体系表达;利用中心有限差分法和Stormer-Yerlet算法进行空间和时间离散;模拟了不同初值条件下液体晃动情况并对比分析了影响系统非线性响应主要因素.结果表明,基于浅水波理论能有效解决液体晃动问题;与Euler格式对比,Stormer-Verlet算法精度较高;除共振外对于系统非线性响应影响容器初始位移比初始速度更显著;非共振情况一定条件下,充液容器运动过程中液体晃动能起到阻尼作用.

  • 标签: 液体晃动 浅水波理论 初值问题 数值模拟 非线性
  • 简介:对于大型二维稳态声场问题,本文提出了一种基于间接Trefftz方法波数法.在该方法中,声压响应解用一组精确满足Helmholtz控制方程波函数通解和由外部激励在自由空间产生特解来近似表示.通过在边界上采用加权余量法得到各个波函数系数,从而得到所求声场声压响应.一个60m×40m大型声场算例表明,得到相同精度和收敛性结果时,波数法比BEM所需自由度少.

  • 标签: 加权余量法 声学 Trefftz方法 BEM
  • 简介:用目标函数方法寻求保守系统中非线性振动问题解.以摆运动作为例子,对相关微分方程在初位移不为零而初速度为零条件下在时间上进行积分.此时,速度为时间函数,把此函数称为目标函数.因为摆从右侧到左侧再回到右侧完成一个周期,从而此目标函数2个零点便是运动周期.此外,在数值积分过程中,同时得到了位移函数.此法依赖于常微分方程数值解法和找函数零点对分法.某些其它非线性常微分方程解也得到研究.最后,给出了一些例子和数值结果.

  • 标签: 目标函数法 非线性振动 数值解法 保守系统
  • 简介:研究一类混合非完整系统运动.它可分为3个阶段:第1阶段为完整系统连续运动,第2阶段为冲击运动,第3阶段为非完整系统连续运动.后一阶段初始条件由前一阶段运动终了条件确定.举例说明结果应用.

  • 标签: 非完整系统 混合 连续运动 冲击运动 初始条件 一阶
  • 简介:对具有重根广义特征值问题,采用基于快速Fourier变换方法进行求解,实现重根辨识.文章中采用多次单点初始激励方式,仿真计算测点上自由振动响应,对响应进行快速Fourier变换后得到频域数据.而后对频域数据分析,得到固有频率和多组测点振型数据.根据单频和重频处振型特性,引入振型余弦相似度为判别参数,辨识重根.数值算例表明,该方法可有效实现重根辨识,同时特征值计算能达到较高精度.

  • 标签: 广义特征值问题 重根辨识 快速Fourier变换法 固有频率 动力学响应
  • 简介:把谱元法应用于刚架结构动力学响应计算和分析中.建立了杆和梁谱单元动力学刚度阵,针对刚架结构组装了整体动力学刚度阵,建立了整体结构运动方程,计算了结构固有频率和时域响应,并与采用有限元方法得到结果进行了对比.从结果中可以看出谱元法在数值模拟中独特优势.

  • 标签: 谱元法 刚架结构 固有频率 时域响应
  • 简介:通过引入不同对偶变量,粘性流体扰动问题化为具有良好结构特性可解耦Hamilton系统.利用可解耦Hamilton系统微分形式与积分形式等价性,导出了粘性流体扰动问题Hamilton混合能变分原理,并建立了本征函数系之间双正交关系.

  • 标签: 哈密顿体系 粘性流体 变分原理 双正交关系
  • 简介:采用连续介质理论与分子动力学模拟相结合方法,研究了氧化锌纳米线振动问题.建立了氧化锌纳米线核壳模型,解释其等效杨氏模量及压电常数尺寸效应.通过连续介质理论求得氧化锌纳米线振动固有频率,并与分子动力学模拟得到结果进行对比.研究表明,氧化锌纳米线在极化方向等效拉伸杨氏模量随着横截面尺寸增加而逐渐增大,且通过核壳模型分别求得核、壳拉伸杨氏模量.拟合得到等效拉伸杨氏模量与分子动力学方法获得等效拉伸杨氏模量符合得很好.根据连续介质理论得到等效弯曲杨氏模量,发现等效弯曲杨氏模量也随着横截面尺寸增加而增大.氧化锌纳米线极化方向压电耦合能力比一般压电陶瓷好,压电常数随着横截面尺寸增加逐渐减小.氧化锌纳米线在不同温度条件下振动频率没有明显变化,在不同外电场条件下振动频率有显著变化.分子动力学模拟得到不同横截面尺寸氧化锌纳米线振动频率不同.根据连续介质理论,求得悬臂Timoshenko梁模型相应尺寸振动频率,发现横截面的尺寸越大,连续介质理论与分子动力学模拟得到振动频率越接近.

  • 标签: 氧化锌纳米线 分子动力学 尺寸效应 压电效应 振动
  • 简介:随机振动试验中存在加速度功率谱密度带外超差问题对普遍采用随机振动试验非常重要,本文分析了功率谱密度带外超差出现原因、征兆、对试验产生影响以及采取解决措施,并且分析了常用随机振动试验和振动试验计量检定标准中对功率谱密度带外超差规范要求.关键词随机振动,加速度功率谱密度,

  • 标签: 随机振动 加速度功率谱密度 带外超差
  • 简介:研究了由色关联色噪声驱动双稳杜芬模型稳态概率密度函数及状态变量均值和标准方差.首先应用一致有色噪声近似方法,推导出了具有色关联色噪声驱动双稳杜芬模型稳态概率密度函数解析表达式.分析了噪声"有色性"及关联性对稳态密度函数和状态变量均值、标准方差影响,发现了一些由白噪声激励杜芬模型中不会出现非线性现象:加性噪声强度、噪声之间关联系数和关联时间都能够诱导非平衡相变.

  • 标签: 色噪声驱动 色关联 模型 稳态分析 双稳 概率密度函数
  • 简介:探讨了摆非线性振动方程新解法.由此方程和初始条件着手,可推导出一系列派生性质,它们包括:最大位移,最大速度,初始加速度和相平面上相轨线.把近似运动表成Fourier级数形式,其中圆周频率也是待定.令近似运动满足这些派生性质,便可以定出待定Fourier系数和圆周频率.文中提出了4参数法和5参数法,即:4个或5个待定Fourier系数和圆周频率.分析计算表明,4参数法己有较高精度,5参数法结果己和精确解相差甚微.

  • 标签: 非线性振动方程 性质 派生 FOURIER级数 参数法 初始条件
  • 简介:对含Karnopp摩擦柔性滑移铰系统进行动力学建模和仿真.滑移铰中滑块视为柔性体,滑道视为刚性接触面,考虑滑道与滑块之间间隙.由于柔性滑块与滑道接触状态和摩擦情况比较复杂,采用有限元方法建立了柔性滑块力学模型,基于罚函数方法建立含Karnopp摩擦柔性滑移铰接触力模型,通过试算迭代法判断柔性滑块各节点接触状态,基于KED方法和Newmark方法给出了含该滑移铰机械系统动力学方程数值算法.最后,以含Karnopp摩擦柔性滑移铰和驱动摆杆构成机械系统为例进行动力学仿真,分析了其动力学特性,验证了本文给出方法有效性.

  • 标签: 柔性滑移铰 Karnopp摩擦 间隙 有限元
  • 简介:提出了一个新加速增长加权网络模型.与以前边权固定模型或边权局部分配模型相比,该模型允许流被全局更新,并给出度、边权、与点强度分别服从幂律分布.特别地,这些幂律指数是非普适而且依赖于两个网络参数.该模型还指出点强度高度依赖于度并且它们之间服从幂律关系,这与许多实证研究结果相符.数字仿真验证了理论预测正确性.

  • 标签: 加权演化网络 边权全局演化 加速增长的网络 幂律分布
  • 简介:通过在海洋平台顶部安装主动调谐质量阻尼器(AMD),研究了平台在冰荷载作用下主导模态H∞控制.首先采用H∞方法与模态空间平衡降阶法进行控制设计,然后基于虚拟激励法得到了系统冰致振动解答,并应用此解答进行了广泛参数研究,确定了平台减振效果最佳时H∞控制器最优参数.通过该应用特例,以评价H∞控制器有效性.结果表明如果H∞控制器参数选择合适,则可以显著减小平台冰致振动响应.

  • 标签: 平衡降阶法 H∞控制 模态空间控制 冰致振动 海洋平台
  • 简介:基于有限元基本理论,用ANSYS软件对(P/FGM/P)型带压电层功能梯度材料悬臂板结构进行了模态分析,这里选用SHELL99单元类型.给出(P/FGM/P)型带压电层FGM悬臂矩形板振动模态图,得到固有频率,并且对前8阶模态做模态分析,讨论了其对结构动力学行为影响.通过模态分析可以得知带压电层FGM悬臂矩形板模态振型有横向振动,扭转振动,拉伸振动,横向振动以前两阶模态为主,分析结果对系统结构设计与优化以及振动特性研究提供了有效依据.

  • 标签: 功能梯度材压电材料 悬臂板 ANSYS 模态分析
  • 简介:基于动力系统稳定性理论、数值计算分岔图和线性化系统最大Lyapunov指数,研究了经兴奋性化学耦合快峰神经元同步动力学.研究表明,随着一些关键参数改变,耦合神经元能呈现丰富同步行为,如各种周期同步和混沌同步.研究结果对理解神经元系统同步运动具有指导意义.

  • 标签: 快峰神经元模型 兴奋性化学突触 同步
  • 简介:以飞行器机翼作为工程背景,机翼简化为悬臂板模型,研究了受横向电压激励、基础激励、面内激励联合作用下复合材料层合悬臂板非线性动力学问题.首先建立其动力学模型,考虑冯-卡门大变形理论,利用Hamilton原理建立复合材料层合悬臂板非线性动力学方程;选择符合边界条件模态函数,利用Galerkin方法对系统进行四阶离散,得到四自由度非线性常微分方程;代入系统实际物理参数,应用MATLAB软件数值模拟得到系统振动幅值随电压激励变化分叉图,由图可知,电压激励使系统从混沌运动变为倍周期运动,降低了系统振幅,保持系统稳定.

  • 标签: 悬臂板 HAMILTON原理 分叉 非线性动力学 混沌
  • 简介:基于周期耗能相等原理,磁橡胶约束阻尼悬臂梁(MRLD)与传统约束阻尼悬臂梁(CLD)等价,计算MRLD模态损耗因子,研究了阻尼层剪切模量Gv对MRLD梁阻尼特性影响.研究表明,在给定激励位移下,当Gv较小时,MRLD与CLD阻尼一样.增加Gv引起阻尼层滑移,在Gv增加开始阶段,MRLD表现出比CLD更好阻尼特性,但进一步提高Gv,MRLD阻尼性能开始降低并将低于CLD.此外,增加位移激励,使MRLD阻尼大于CLD阻尼有效剪切模量Gv区域向剪切模量小方向移动;所对应最大阻尼剪切模量Gvopt也如此.

  • 标签: 振动 约束阻尼 摩擦 剪切模量