彈性連桿機(jī)構(gòu)的混沌振動研究.pdf

1、混沌振動是混沌理論與機(jī)械振動理論相結(jié)合而形成的一門新興學(xué)科.混沌振動以某深刻的理論意義及廣闊的應(yīng)用前景,吸引著越來越多的學(xué)者.但由于其應(yīng)用難度較大,有關(guān)于這方面的成果很少.因此,加快混沌振動的應(yīng)用研究,就成為了當(dāng)前十分迫切的研究課題.該論文的研究工作正是在這種背景下進(jìn)行的.該文選取了彈性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)這一典型的工程混沌振動系統(tǒng)為研究對象,研究其動力學(xué)行為,以期將混沌振動理論研究與工程實(shí)用結(jié)合起來,使學(xué)科前沿的理論成果能對具體的彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、發(fā)揮指導(dǎo)作用.全文主要內(nèi)容包括:一、混沌動力學(xué)與有限單元法的介紹.在這部分中,簡要概述了混沌動力學(xué)中的一些基本概念、混沌的定義及其特征、混沌的刻劃等.在理解混沌的含義和幾個(gè)概念基礎(chǔ)上,重點(diǎn)討論了混沌運(yùn)動的幾種刻劃方法,包括龐加萊映射、功率譜與Lyapunov指數(shù)等.同時(shí)針對彈性機(jī)構(gòu)而言,介紹了有限單元法.主要說明如何對彈性梁單元進(jìn)行有限元建模.二、彈性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動力學(xué)建模、運(yùn)動微分方程的求解與混沌動力學(xué)行為分析.根據(jù)彈性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

3、的具體情況,對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的假設(shè),并且應(yīng)用有限單元法對彈性機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)建模.由于所得到的動力學(xué)微分方程是病態(tài)的、強(qiáng)非線性的,采用Gear方法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并在Matlab環(huán)境下進(jìn)行混沌動力學(xué)行為分析.同時(shí),就連桿參數(shù)(連桿長度、橫截面半徑)與曲柄轉(zhuǎn)速的變化對彈性機(jī)構(gòu)進(jìn)行了混沌動力學(xué)分析.三、彈性機(jī)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì).依據(jù)對彈性機(jī)構(gòu)混沌動力學(xué)行為特性分析所得到的結(jié)論,提出了作者對彈性機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的一些思路和方法,即彈性機(jī)構(gòu)特性最優(yōu)設(shè)計(jì)方法