三類(lèi)沖擊振動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類(lèi)迫切需要大量新型、高效率、高精度和自動(dòng)化的振動(dòng)機(jī)械裝備。由于機(jī)械運(yùn)行速度的提高，機(jī)械沖擊振動(dòng)和平衡問(wèn)題已經(jīng)成為某些機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在沖擊振動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，動(dòng)力學(xué)優(yōu)化、提高運(yùn)行效率和降低噪音等問(wèn)題的研究具有重要的實(shí)踐意義。
　　本文是基于工程實(shí)際中的沖擊振動(dòng)成型機(jī)為背景，從中抽象簡(jiǎn)化出三個(gè)不同的動(dòng)力學(xué)模型。首先分別利用解析法推導(dǎo)了無(wú)量綱運(yùn)動(dòng)微分方程和存在周期運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足的條件，接著選取碰撞瞬時(shí)

2、為龐加萊截面截取時(shí)間，推導(dǎo)出了其周期運(yùn)動(dòng)固定點(diǎn)的龐加萊映射和簡(jiǎn)要形式的雅可比矩陣。最后使用MATLAB軟件數(shù)值仿真了在其沖擊振動(dòng)時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性，包括三維相空間圖、龐加萊映射圖和龐加萊映射相平面投影圖，在仿真過(guò)程中找到了系統(tǒng)周期運(yùn)動(dòng)和混沌振動(dòng)的系統(tǒng)參數(shù)。仿真結(jié)果表明在系統(tǒng)的眾多動(dòng)力學(xué)參數(shù)中，無(wú)量綱激振頻率的變化對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的影響是非常大的，它微小的變動(dòng)就會(huì)引起沖擊振動(dòng)系統(tǒng)振子從周期運(yùn)動(dòng)和混沌振動(dòng)之間的轉(zhuǎn)化。因此，對(duì)沖擊振動(dòng)成型機(jī)系統(tǒng)的參

3、數(shù)選擇得當(dāng)可以使得振動(dòng)頻率在寬范圍內(nèi)存在穩(wěn)定的周期運(yùn)動(dòng)，以避免其在隨機(jī)和混沌運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行狀態(tài)。為控制和動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)沖擊振動(dòng)成型機(jī)系統(tǒng)，可以參考對(duì)應(yīng)力學(xué)模型的仿真得到的參數(shù)值。本文的最大創(chuàng)新點(diǎn)在于仿真了系統(tǒng)的三維龐加萊映射圖，許多相關(guān)參考文獻(xiàn)中的仿真圖都是二維的龐加萊映射投影圖。一般情況下，投影圖可以涵蓋和折射出立體圖的所有信息。在本文的一系列三維仿真圖中，發(fā)現(xiàn)了一些特殊的龐加萊映射圖，它們的特征只能在三維空間中出現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兊膬?nèi)部結(jié)構(gòu)圖