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  • 简介:从非线性动力学角度分析了Nakamura模型中各参数对周期振动影响,揭示了人行桥侧振过程中各因素:如桥上行人重量,同步人群比例,行人同步与桥自振频率之间关系描述函数等如何影响桥侧振振幅.理论分析和实测数据发现:桥侧向振幅过大时,描述行人产生侧向力与桥频率关系函数不一定为1.0,且完全有可能远离1.0.

  • 标签: Nakamura模型 人行桥 侧振 同步
  • 简介:结构损伤前后动力特性变化来快速、直接、方便判定损伤存在、程度及位置.本文采用曲率模态对刚架结构损伤检测进行了研究.首先用有限元法计算出结构位移模态振型,然后用差分法计算出曲率模态振型.数值模拟结果表明:曲率模态振型对结构损伤敏感,可同时确定结构损伤存在、程度和位置,并且可以用于结构多位置损伤检测.实验结果证实了数值模拟结论.

  • 标签: 模态振型 结构损伤检测 差分法计算 动力特性 有限元法 刚架结构
  • 简介:利用计算流体力学软件Ansys/FlotranCFD,首先对粘性不可压缩流体固定圆管绕流进行了数值模拟,然后结合逐步积分法完成了同时考虑纵横两向弹性支撑圆管绕流旋涡脱落诱导振动数值模拟,并通过快速傅立叶变换,得到了弹性支撑圆管和固定圆管升力及弹性支承圆管横向位移响应功率谱.通过计算结果分析,得出了一些有价值结论,可供从事具有圆管绕流构件设备设计工程技术人员参考.

  • 标签: 数值模拟 诱导振动 旋涡脱落 圆管 绕流 快速傅立叶变换
  • 简介:以单壁纳米碳管为例,建立了其分子动力学模型,并对(5,5)和(10,10)扶手椅型纳米碳管与刚性壁正碰撞过程和简谐纵波传播过程进行了模拟.在此基础上,探讨如何用弹性杆模型来研究纳米碳管动力学问题.研究表明,弹性杆模型可以描述单壁扶手椅型纳米碳管与刚性壁高速碰撞动力学行为;对于纵波传播中色散描述,则需在弹性杆模型中计入纳米碳管微结构引起非局部弹性效应.

  • 标签: 纳米碳管 冲击 色散 分子动力学模拟
  • 简介:针对四维超混沌LC振子系统,设计了非线性控制器.理论证明了该控制器可使受控超混沌LC振子系统按指数速率追踪任意给定参考信号,并实现了超混沌LC振子系统与不同维数混沌系统异结构同步.数值仿真实验验证了该控制器有效性.

  • 标签: 超混沌LC振子系统 主动追踪控制 异结构同步
  • 简介:本文在Birkhoff框架下,采用离散变分方法研究了非Hamilton系统-Whittaker方程数值解法,并通过和传统Runge—Kutta方法进行比较,说明了在Birkhoff框架下研究非Hamilton系统可以得到更加可靠和精确数值结果.

  • 标签: Whittaker方程 BIRKHOFF方程 离散变分方法
  • 简介:传统PID控制在控制系统中有广泛应用,但是由于其在参数整定过程中对于对象模型过分依赖,并且参数一旦整定计算好后,在整个控制过程中都是固定不变,而在实际系统中,由于系统状态和参数等发生变化时,过程中会出现状态和参数不确定性,系统很难达到最佳控制效果.为了改善传统PID控制效果,又充分利用现有PID控制研究成果,采用BP神经网络对PID参数进行整定,并对该系统进行了仿真分析.仿真结果表明,采用BP神经网络整定PID控制较传统PID算法及BP网络算法都有较大程度提高.

  • 标签: 神经网络 PID控制 整定
  • 简介:本文对移动车辆作用下桥梁系统振动能量俘获进行了研究.将车辆模型简化为车轮--弹簧--阻尼器--簧上车身质量体系,桥梁简化为对边简支对边自由板模型,压电俘能结构采用粘贴有压电晶体材料悬臂梁并在其末端附加一质量块.对于这个耦合动力学模型,首先,通过板壳振动理论推导出了移动车辆作用下板运动微分方程;其次,根据欧拉伯努利梁振动理论和基尔霍夫第一定律得到了以桥梁振动响应作为激励悬臂梁动力学--压电耦合方程;最后,对耦合运动微分方程进行了求解并对其数值模拟结果进行了分析.结果表明:采用设计压电俘能结构可以有效收集桥梁系统振动能量,而压电装置位置、压电梁厚度、集中质量、车辆速度对压电俘能效率都有一定影响.

  • 标签: 振动响应 俘能 压电 桥梁
  • 简介:提出了一种基于频响函数扩展模型修正方法,利用该方法对IASC-ASCESHMBenchmark结构进行了损伤识别.结果表明,该方法能够有效消除模态分析误差,保证修正过程中矩阵物理意义明确,降低测量噪声对修正影响.在模型误差、测量噪声以及质量刚度分布不确定等因素影响下,该方法共有较高损伤识别精度.

  • 标签: 损伤识别 模型修正 扩展 频响函数
  • 简介:针对再入段高超飞行器非线性动力学模型存在不确定性和干扰,基于奇异摄动理论提出了鲁棒变结构+动态逆内外环解耦控制方法.为避免在线实时求逆,控制系统外环基于简化模型设计自适应滑模变结构控制律,通过反馈干扰观测器在线估计广义干扰量,实现角度跟踪和闭环系统稳定,抑止外来干扰.强耦合姿态动力学内环采用动态逆跟踪角速度指令,期望动力学采用PI形式提高内环鲁棒性.最后,通过仿真验证了所提算法有效性.

  • 标签: 高超飞行器 姿态控制 动态逆 变结构控制 干扰观测器
  • 简介:基于模态叠加理论,通过桥梁多个截面处加速度响应数据,计算得到桥梁受移动荷载作用下模态加速度.根据d'Alembertian原理,桥梁截面任意时刻动弯矩可看作是任意时刻受惯性分布力和移动荷载作用下静弯矩.利用影响线,建立起移动荷载与弯矩之间关系,提出了一种利用弯矩影响线识别移动荷载方法.算例表明,当荷载只有一个时,可由单点弯矩直接识别,当有多个移动荷载时,可基于多个截面的弯矩数据,利用最小二乘法可以有效识别出任意时刻作用于桥梁上移动荷载值.该方法避免了求解桥梁动力学微分方程,识别精度高且过程简单,适合于工程应用.

  • 标签: 荷载识别 影响线 移动荷载 模态叠加原理
  • 简介:首先研究了热效应对壁板结构动力学特性影响.将基于超音速活塞理论非定常气动力模型与壁板结构动力学方程相结合,得到了热壁板颤振方程.利用p-k法进行了热壁板颤振计算,讨论了气流偏角对颤振速度影响.数值结果表明,热效应对壁板固有特性有较大影响,进而影响壁板颤振特性.

  • 标签: 热模态 壁板颤振 活塞理论 气流偏角
  • 简介:正交模型-正交模态法(CMCM)是一种参数修改新方法,它具有不依赖于灵敏度分析、不需要进行迭代特点.但是在有限元存在整体建模误差时,该方法会出现无法完成修正计算情况,本文针对此问题进行了改进.改进后方法可以既可以处理存在局部建模误差情况,也可以处理存在整体建模误差情况.本文通过梁式结构数值算例,比较了原修正方法(CMCM)、改进后修正方法(ICMCM)以及商业软件模型修正FEMtools修正效果.结果表明:改进正交模型-正交模态方法可以使分析频率更好逼近实验值,物理参数修改也更加准确.

  • 标签: 模型修正 有限元 模态
  • 简介:电磁场节点有限元法因未强加电场散度为零条件而一直受到伪解出现困扰.本文针对电磁共振腔问题,给出在频域Maxwell方程表达式.通过引入Lorentz条件,推导出电磁共振腔二类变量和三类变量变分原理,由此提出了新电磁共振腔节点有限元法,避免了伪解出现.最后用子空间叠代法求解了共振腔本征值问题.数值算例表明本文方法是有效可行.

  • 标签: 电磁波 有限元 共振腔 本征值 子空间叠代法
  • 简介:建立了双参数弹性地基上正交异性矩形薄板自由振动位移函数微分方程,并得到其一般解.这可用以精确求解板在任意边界条件下自由振动问题.以四边固定正方形板为例进行了分析,计算过程简单,便于实际应用.亦适用于求解单参数弹性地基和各向同性板情形。

  • 标签: 弹性地基 自由振动 正交异性板 频率
  • 简介:给出了对转子-轴承系统分岔与混沌等复杂动力学行为进行控制思想.应用washout-filter状态反馈控制方法进行分岔与混沌控制器设计,用以改进系统转速变化时转轴响应分岔与混沌特性.通过调整控制器参数来影响转子系统动力学行为,控制其运行稳定性.数值模拟结果表明,随着转子-轴承系统转速不断提高,系统动力学行为会发生较大变化,此时应用washout-filter状态反馈控制方法进行分岔与混沌控制,理论上可起到较好控制效果.

  • 标签: 转子-轴承系统 分岔 混沌 控制分析 状态反馈控制 非线性转子动力学
  • 简介:研究了粘弹性夹层圆板自由振动特性.基于经典弹性薄板理论和Kelvin-Voigt粘弹性本构方程,建立了粘弹性夹层圆板振动控制方程.采用分离变量法导出了粘弹性夹层圆板自然频率及振型解析表达式,计算了固支和简支粘弹性夹层圆板自然频率,并与有限元计算结果进行比较;讨论了粘弹性夹层圆板夹心层比率对自然频率及衰减系数影响.研究表明:(1)随着夹心层厚度增大,系统频率先增大后减小,高阶时该趋势表现更为明显;(2)随着夹心层厚度增大,衰减系数一直增大,高阶时该趋势表现更为明显.

  • 标签: 粘弹性夹层圆板 自由振动 Kelvin-Voigt 分离变量法
  • 简介:研究单变量驱动同步基础上,应用自适应控制理论,研究了当系统存在一个或多个不确定参数时,Liu混沌系统同步问题.通过Lyapunov函数,推导了不同参数未知情况下误差系统渐进稳定充分条件.仿真结果证明了自适应控制律能够快速辨识系统参数,并实现两个Liu混沌系统状态同步.

  • 标签: LIU混沌系统 同步控制 自适应同步
  • 简介:针对可分型矩阵特性,结合2^N类算法为可分型指数矩阵计算提出一种快速精细积分法.核心思想是:利用可分型矩阵中子矩阵进行分块计算;增加Taylor展开式保留项数,减少迭代次数.一方面,程序实现简便,另一方面,数值算例表明:对矩阵维数很大可分型指数矩阵计算来说,本文快速精细积分法减少了计算量和存储量,大大地提高了计算效率.

  • 标签: 可分型指数矩阵 2N类算法 快速精细积分法 子矩阵
  • 简介:将斜拉桥拉索和桥面抽象为带弹性支承压弯弹性梁模型,并根据轴向受力梁弯曲振动方程和哈密尔顿原理,建立了考虑拉索索力影响单梁多索索梁结构-粱动力学控制方程,应用传递矩阵法进行求解,并编制了求解程序.通过算例对影响桥面动力学特性刚度、张拉力和桥面裂纹等因素进行了数值分析.分析结果表明,在斜拉桥施工阶段,随着梁长度改变,梁刚度讯速下降,由于索对梁支承作用使结构刚度有一定提高,而索拉力对桥面作用压力越来越大,轴向压力使结构刚度降低越来越明显,另一方面轴向压力对桥面裂纹引起刚度降低有一定抑制作用.由此,在桥梁建设中应重视索力对桥面动力特性影响.

  • 标签: 拉索 弹性支承 索梁 动力学建模理论 传递矩阵法 振动