隨著機(jī)電系統(tǒng)的復(fù)雜程度和控制要求不斷提高,需要運(yùn)用控制效果更高的控制算法設(shè)計(jì)控制器,這就必然需要知道系統(tǒng)模型。針對(duì)工程對(duì)象普遍含有的非線性,對(duì)模塊化非線性系統(tǒng)建模進(jìn)行研究。利用正交基辨識(shí)法對(duì)輸入非線性模型(hammerstein-型)進(jìn)行建模,對(duì)于正交基函數(shù)的獲取進(jìn)行改進(jìn),對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)的特殊處理,利用輸出信號(hào)恢復(fù)中間變量,再利用最小二乘法得到模型參數(shù),仿真結(jié)果表明了方法有效性。

索結(jié)構(gòu)因其輕、柔及高強(qiáng)度等特性被作為受拉構(gòu)件廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域.一方面,環(huán)境載荷激勵(lì)下索結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了復(fù)雜的大幅動(dòng)力響應(yīng),給結(jié)構(gòu)帶來危害;另一方面,索結(jié)構(gòu)是一個(gè)同時(shí)含有平方和立方非線性的典型力學(xué)系統(tǒng),具有非常豐富的非線性動(dòng)力學(xué)行為.因此,索動(dòng)力學(xué)的研究受到了工程界和力學(xué)界的廣泛關(guān)注,產(chǎn)生了大量的研究成果.本文嘗試從索結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模、非線性內(nèi)共振分析、支座運(yùn)動(dòng)激勵(lì)下的索動(dòng)力學(xué)以及復(fù)雜環(huán)境載荷作用4個(gè)方面對(duì)索動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)行總結(jié),并討論目前研究的局限性.

索結(jié)構(gòu)因其輕、柔及高強(qiáng)度等特性被作為受拉構(gòu)件廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域.一方面,環(huán)境載荷激勵(lì)下索結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了復(fù)雜的大幅動(dòng)力響應(yīng),給結(jié)構(gòu)帶來危害;另一方面,索結(jié)構(gòu)是一個(gè)同時(shí)含有平方和立方非線性的典型力學(xué)系統(tǒng),具有非常豐富的非線性動(dòng)力學(xué)行為.因此,索動(dòng)力學(xué)的研究受到了工程界和力學(xué)界的廣泛關(guān)注,產(chǎn)生了大量的研究成果.本文嘗試從索結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模、非線性內(nèi)共振分析、支座運(yùn)動(dòng)激勵(lì)下的索動(dòng)力學(xué)以及復(fù)雜環(huán)境載荷作用4個(gè)方面對(duì)索動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)行總結(jié),并討論目前研究的局限性.

永磁直流力矩電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)速非線性分析

在許多常見的電液振動(dòng)臺(tái)仿真模型中,都將伺服閥假設(shè)為線性或忽略其開口-頻響動(dòng)態(tài)特性,這樣構(gòu)造的仿真模型在處理離心場下的地震波再現(xiàn)時(shí)將存在明顯的高頻段失真現(xiàn)象。以matlab/simulink軟件為工具,重點(diǎn)設(shè)計(jì)了能夠體現(xiàn)開口-頻響非線性動(dòng)態(tài)特性的伺服閥仿真模型,完成了電液振動(dòng)臺(tái)的建模,并通過仿真驗(yàn)證了該模型的有效性。

球形腔聚焦換能器是一種特殊形式的聚焦換能器。為理論證實(shí)球形腔聚焦換能器能突破傳統(tǒng)超聲聚焦在聚焦精度和聚焦增益上的限制,采用westervelt非線性方程并結(jié)合時(shí)域有限差分法,建立了球形腔聚焦換能器的非線性聲場的數(shù)值模型。數(shù)值計(jì)算了直徑為120mm的0.6mhz球形腔聚焦換能器的非線性聲場,并與傳統(tǒng)球殼形聚焦換能器進(jìn)行了對(duì)比。當(dāng)激勵(lì)聲壓為100kpa時(shí),球形腔聚焦換能器與同尺寸殼形聚焦換能器相比,焦點(diǎn)正聲壓增益提高約8.5倍,且焦域精度更高,-6db聚焦區(qū)域在z方向減小約20倍,達(dá)到次波長尺度。研究表明球形腔聚焦換能器在高強(qiáng)度聚焦超聲精細(xì)治療上具有潛在的應(yīng)用前景。

以非線性彈性地基上中厚矩形板為研究對(duì)象,探討了非線性彈性地基上具有傳力桿的四邊自由中厚矩形板的非線性靜力特性.根據(jù)reissner中厚板理論,建立了非線性彈性地基上具有傳力桿的四邊自由中厚矩形板的非線性靜力控制方程,構(gòu)造了一組滿足全部邊界條件的試探函數(shù),并運(yùn)用伽遼金法求解該組非性方程.根據(jù)數(shù)值計(jì)算的結(jié)果,討論了中厚矩形板結(jié)構(gòu)參數(shù)、地基參數(shù)及傳力桿參數(shù)對(duì)非線性彈性地基上具有傳力桿的中厚矩形板的非線性靜力特性的影響.

研究認(rèn)為增加鋼煤斗的厚度可以減小鋼煤斗的應(yīng)力,但是對(duì)矩形鋼煤斗研究較少。采用有限元軟件ansys,通過添加表面效應(yīng)單元的方法解決荷載施加的問題,并在考慮材料幾何雙非線性情形下研究矩形鋼煤斗在不同厚度時(shí)的受力性能。研究表明厚度增加不會(huì)改變其最大mises應(yīng)力。

橫向推力單樁的動(dòng)力非線性分析——在考慮了土的自重產(chǎn)生的圍壓對(duì)土極限承載力的影響后，利用mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則得到了土的極限承載力沿深度的變化關(guān)系，并采用雙曲線函數(shù)來描述這一關(guān)系。在對(duì)幾種p-y曲線的特性進(jìn)行探討后，建議采用雙曲線函數(shù)p-y曲線，再由p...

通過模型試驗(yàn)研究了斜腹板鋼箱組合連續(xù)梁中間支座處負(fù)彎矩區(qū)的非線性力學(xué)性能.測試了在不同荷載作用下沿縱向各部位的變形、不同截面的應(yīng)變分布、混凝土板的裂縫分布、鋼與混凝土之間的相對(duì)滑移以及整個(gè)結(jié)構(gòu)的極限承載力等.試驗(yàn)表明,試件在加載初始階段呈現(xiàn)線彈性,但由于混凝土裂縫較早出現(xiàn),試件在大部分的加載過程中表現(xiàn)為非線性特征;此外,混凝土中鋼筋配筋率對(duì)斜腹板鋼箱組合梁受力的影響顯著,配筋率較少時(shí)組合梁在混凝土開裂后剛度降低很快,并使得鋼梁較早屈服,而配筋率適當(dāng)?shù)男备拱邃撓浣M合梁表現(xiàn)出了較好的力學(xué)性能.試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)行組合梁設(shè)計(jì)方法對(duì)比分析表明,規(guī)范規(guī)定采用簡化折減剛度法計(jì)算斜腹板鋼箱組合梁的整體變形是安全可行的,以混凝土裂縫寬度為0.2mm對(duì)應(yīng)的承載能力作為斜腹板鋼箱組合梁正常使用狀態(tài)下的承載力具有較大的安全儲(chǔ)備.

磁流變液執(zhí)行器通過控制輸入電流控制輸出力矩,精確地確定輸出力矩和輸入電流之間的關(guān)系是關(guān)鍵.提出了一種新的包含磁滯特性的分段線性力矩-電流模型,導(dǎo)出了基于bingham塑性模型的圓筒式磁流變液執(zhí)行器的力矩公式,研究了鐵磁物質(zhì)和磁流變液的磁特性.實(shí)驗(yàn)表明磁流變液執(zhí)行器的力矩和電流之間存在磁滯,二次多項(xiàng)式模型、分段線性模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較的結(jié)果證明了分段線性模型的有效性.

介紹具有材料非線性的梁單元和剪力墻單元.單元?jiǎng)偠燃刹捎昧?點(diǎn)高斯積分,既保證了精度又保證了計(jì)算效率.梁截面力學(xué)特性的計(jì)算中采用高斯點(diǎn)積分替代通常的非線性單元集成的纖維束集合,適當(dāng)減少了計(jì)算次數(shù).在線性殼單元的模式下結(jié)合剪力墻的構(gòu)造和受力特點(diǎn)建立起一種非線性墻單元.墻單元的每個(gè)高斯點(diǎn)近似考慮了雙向應(yīng)力作用,以滿足混凝土在雙向應(yīng)力作用下的強(qiáng)度變化.

運(yùn)用ansys有限元分析程序?qū)σ环N新型保溫承重結(jié)構(gòu)體系——保溫墻模帶縫剪力墻體系進(jìn)行非線性分析。通過建立合理的力學(xué)模型,分析了不同剪跨比帶縫剪力墻在水平荷載作用下的破壞模式、骨架曲線及剛度退化等方面的特點(diǎn)和規(guī)律,同時(shí)對(duì)比分析了帶縫剪力墻與傳統(tǒng)剪力墻的抗震性能。分析結(jié)果表明:開縫剪力墻剛度降低,延性增加,進(jìn)而可以提供更大的變形能力,以上結(jié)論可為此種新型體系的安全設(shè)計(jì)和工作性能評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

運(yùn)用量化記憶模型,將土工建筑物的動(dòng)力真非線性分析中滯回圈上任意點(diǎn)的塑性模量映射為簡單的分段線性關(guān)系,通過量化記憶和插值計(jì)算無量綱距離δ,進(jìn)而確定塑性模量,從而使土工建筑物的動(dòng)力真非線性分析簡單易行。量化記憶(以下簡稱sm)模型先以彈塑性理論為基礎(chǔ),將單調(diào)加載情況下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的非線性剪切模量映射為量化模量在幾何空間上的分段線性分布,再以masing準(zhǔn)則為基礎(chǔ),在循環(huán)加載情況下,對(duì)這種簡化的幾何分布進(jìn)行變化調(diào)整,使其生成非線性變化的剪切模量。將非線性問題轉(zhuǎn)化為線性問題進(jìn)行處理,大大簡化了非線性計(jì)算的復(fù)雜性。通過對(duì)某筑壩爆破料動(dòng)力三軸試驗(yàn)曲線的擬合,可以看出量化記憶模型能很好地模擬土的滯回特性。

大壩基礎(chǔ)的非線性數(shù)值模擬——在對(duì)大壩的非線性特性進(jìn)行數(shù)值分析時(shí)，出現(xiàn)的困難可能難以覺察。對(duì)此必須引起高度重視，并加以慎重處理。對(duì)如何用新方法———穩(wěn)定的有限元公式處理模擬不可壓縮的或膨脹的土壤和巖石時(shí)產(chǎn)生的典型問題———體積固定（volumetric...

分析了鋼支撐的滯回曲線特征和破壞機(jī)制,提出了鋼支撐非線性模型的模擬方法,并對(duì)現(xiàn)象學(xué)模型、塑性鉸模型和有限元模型的概念及特點(diǎn)進(jìn)行了論述,以根據(jù)不同的建筑規(guī)模,選擇合適的鋼支撐恢復(fù)力模型。

巷道／隧道圍巖非線性流變數(shù)學(xué)力學(xué)模型及其初步應(yīng)用——研制了三軸巷道／隧道圍巖流變?cè)囼?yàn)臺(tái)，并進(jìn)行了多年的試驗(yàn)觀測。從巖石長期強(qiáng)度的衰減特征和巖石的應(yīng)變能守恒原則出發(fā)，建立了非彈塑粘性元件組合模型的巖石非線性流變數(shù)學(xué)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上建立了巷...

建立水輪機(jī)數(shù)學(xué)表達(dá)式和非線性模型的方法

張力結(jié)構(gòu)的非線性有限元分析——張力結(jié)構(gòu)中的索結(jié)構(gòu)分析通常采用非線性二節(jié)點(diǎn)直線或二次曲線單元．但是在大跨度索結(jié)構(gòu)，尤其是索穹頂結(jié)構(gòu)的分析中，常用的單元已不能滿足精度的要求本文提出了考慮自重作用下有初始垂度的五結(jié)點(diǎn)非線性空間曲線元模型，放棄了一...

土壓力非線性分布的研究——根據(jù)微分單元體的靜力平衡條件,推導(dǎo)出土壓力的計(jì)算表達(dá)式,研究了土壓力的分布規(guī)律及破裂角的確定方法,同時(shí)對(duì)土壓力分布及破裂角的影響因素進(jìn)行了分析,并與朗肯、庫侖土壓力理論及實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了比較,本文公式的計(jì)算結(jié)果能很好地解決...

預(yù)應(yīng)力錨索的非線性分析——首先，將預(yù)應(yīng)力錨索錨固段離散化，并將預(yù)應(yīng)力錨索體系分解成承受側(cè)阻力荷載作用的巖土體部分及錨固段部分并分別加以研究：然后，基于mindlin應(yīng)力解及應(yīng)力疊加原理計(jì)算巖土體內(nèi)任意點(diǎn)處的應(yīng)力分布，根據(jù)修正分層總和法計(jì)算預(yù)應(yīng)力荷載...

對(duì)１２５ｍｍ滑膛模擬彈發(fā)射過程中的應(yīng)力應(yīng)變場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，結(jié)合計(jì)算給出了ａｄｉｎａ程序計(jì)算材料非線性大位移的求解策略，并以炮管長度和彈丸出膛時(shí)間等為控制量，對(duì)各種求解途徑進(jìn)行了比較。