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基于Kane方法的不同结构体系通载浮桥水动力响应分析模型
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作者 刘俊谊 陈徐均 +2 位作者 计淞 黄恒 沈海鹏 《工程力学》 北大核心 2026年第1期150-160,共11页
针对目前铰接体系浮桥和连续体系浮桥理论分析方法相互独立、通用性较低等问题,该文综合运用凯恩方法、欧拉梁理论和势流理论,建立了同时适用于铰接体系和连续体系浮桥水动力分析的弹性铰接多浮体模型,开发了相应的求解程序,并结合相关... 针对目前铰接体系浮桥和连续体系浮桥理论分析方法相互独立、通用性较低等问题,该文综合运用凯恩方法、欧拉梁理论和势流理论,建立了同时适用于铰接体系和连续体系浮桥水动力分析的弹性铰接多浮体模型,开发了相应的求解程序,并结合相关文献中的试验数据、数值分析结果和水动力分析软件计算结果完成了模型验证。通过算例分析研究了静水和波浪中浮桥铰接处弹性刚度对系统动力响应的影响。相关计算结果表明:提高浮桥连接处的弹性刚度可使系统运动响应非线性地减小,但同时也会大幅增大系统连接处的弯矩,该现象在波频较低时更为明显;浮桥两端桥节的垂荡和纵摇响应幅值均随着波频的增大而非线性降低,且首桥节的运动幅值总是大于其他桥节。实际工程应用中,需更加关注浮桥首桥节的运动响应并通过合理设计铰接处的弹性刚度优化浮桥的整体动力响应特性。 展开更多
关键词 近海工程 浮桥 水动力分析 多体动力学 凯恩方法 势流理论
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考虑球面副磨损间隙的空间并联机构动力学响应分析
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作者 陈修龙 张昊 樊慧凯 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期490-498,共9页
为了掌握球面副磨损间隙对空间并联机构动力学响应特性的影响,提出考虑多球面副磨损间隙的空间并联机构动力学建模与响应特性的分析方法。以3SPS-S空间并联机构为研究对象,基于Archard磨损模型建立球面副间隙处的磨损模型,通过计算磨损... 为了掌握球面副磨损间隙对空间并联机构动力学响应特性的影响,提出考虑多球面副磨损间隙的空间并联机构动力学建模与响应特性的分析方法。以3SPS-S空间并联机构为研究对象,基于Archard磨损模型建立球面副间隙处的磨损模型,通过计算磨损深度,并对磨损表面进行重构,得到磨损后的球头与球窝,建立考虑球面副磨损间隙的空间并联机构动力学模型,求解得到数值结果,对比分析磨损前/后机构动力学响应的变化,并分析初始间隙值、有/无负载对磨损后机构动力学响应的影响。结果表明,磨损后的非规则间隙对并联机构动态特性带来不利的影响,且增大间隙值和引入负载降低了并联机构运行的稳定性。 展开更多
关键词 空间并联机构 动力学响应 球面副 磨损间隙
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浮动坐标系下大变形柔性梁的变形梯度单元 被引量:1
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作者 陈渊钊 朱健成 +2 位作者 吴文军 杜晓康 章定国 《力学学报》 北大核心 2025年第1期249-260,共12页
机械臂振动控制通常采用浮动坐标系法建立动力学模型,以确保关节运动和振动抑制有合适控制变量.但浮动坐标法受到小变形的限制,求解大变形动力学问题的精度不高,而常用的大变形建模理论,如绝对节点坐标法可以精确求解机械臂的大转动和... 机械臂振动控制通常采用浮动坐标系法建立动力学模型,以确保关节运动和振动抑制有合适控制变量.但浮动坐标法受到小变形的限制,求解大变形动力学问题的精度不高,而常用的大变形建模理论,如绝对节点坐标法可以精确求解机械臂的大转动和大变形问题,却未能提供合适的振动控制变量.为此,文章提出了一种新的大变形场离散方案-变形梯度单元,该单元采用节点变形及其梯度作为节点坐标,无任何小变形假设,其节点坐标能准确转化为节点的绝对节点坐标及其梯度,可视之为绝对节点坐标法的等效单元,能精准描述柔性体的大变形运动.研究表明:(1)变形梯度单元求解梁结构的大变形静力学问题时,其结果与绝对节点坐标法缩减梁单元的完全相同,求解效率相当;(2)模型与绝对节点坐标法处理大变形动力学问题的解几乎完全相同,可说明模型的正确性.通过广义α法求解时,由于模型和绝对节点坐标法的动力学方程形式上的差异,两种方法的动力学数值解存在非常微小的差异;(3)对于大变形机械臂的关节运动控制,基于小变形假设的一次近似刚柔耦合模型极易给出错误甚至发散的预测结果;(4)模型自然区分了关节的大转动和梁的大变形,结合PD控制策略对系统施加关节驱动力矩和若干个横向控制力,此时系统李雅普诺夫函数对时间的导数为非正定,系统能量随着时间的递增会逐渐衰减,系统稳定,且横向控制力越多,机械臂残余振动抑制效果越佳. 展开更多
关键词 浮动坐标系法 大变形 振动抑制 机械臂
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具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题 被引量:1
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作者 郭祥 靳艳飞 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期974-983,共10页
针对具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题,提出了一种嵌套的Chebyshev多项式代理模型和改进的粒子群优化(IPSO)算法,对系统中的输入和结构参数的边界进行识别。建立具有区间不确定性的多体系统动力学方程,并采用区间中点和区间... 针对具有区间不确定性的柔性多体系统动力学反问题,提出了一种嵌套的Chebyshev多项式代理模型和改进的粒子群优化(IPSO)算法,对系统中的输入和结构参数的边界进行识别。建立具有区间不确定性的多体系统动力学方程,并采用区间中点和区间半径来描述给定的区间不确定性的输出响应。对柔性多体系统动力学的输出响应建立Chebyshev多项式代理模型。通过IPSO算法反求未知参数的区间中点和区间半径。所提方法采用Chebyshev多项式代理模型逼近原区间不确定性柔性多体系统,进一步节约了IPSO算法寻优过程的计算成本。 展开更多
关键词 区间不确定性 柔性多体系统 动力学反问题 Chebyshev多项式代理模型
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黏滑摩擦的光滑化互补模型及其在摩擦摆隔震支座中的应用 被引量:1
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作者 吴阳 张楠 +3 位作者 张欣刚 张树翠 毕皓皓 姚文莉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期272-280,324,共10页
为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题,提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型。首先,基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程。其次,在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均,利用时均滑移速度... 为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题,提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型。首先,基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程。其次,在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均,利用时均滑移速度代替时变滑移速度重构互补变量,并将其转化为一组非线性互补方程,从而将非光滑的黏滑摩擦问题进行光滑化处理。随后,将摩擦摆隔震支座等效为一种考虑恢复力效应的2维摩擦耦合模型,结合所提光滑化模型进行地震响应分析,并与经典的Coulomb摩擦模型和LuGre摩擦模型进行了对比验证。研究结果表明,所提模型既能够在宏观上反映黏滑摩擦的stick-slip切换,同时还能实现非光滑问题的光滑化分析,避免在非光滑事件中频繁切换动力学模型。采用不同摩擦模型对摩擦摆隔震支座的地震响应进行计算,验证了所提模型的准确性和有效性。 展开更多
关键词 非线性互补(NLCP) 黏滞-滑移 模型光滑化方法 摩擦摆隔震支座(FPB)
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具备保持架运动特性感测功能的摩擦自供电航天飞轮轴承
6
作者 高帅 肖锦涛 +2 位作者 韩勤锴 詹宇鹏 周宁宁 《轴承》 北大核心 2025年第4期22-28,共7页
滚动轴承运行中的打滑和保持架不稳定涡动会显著影响航天器飞轮系统的指向精度。提出了一种可应用于航天器飞轮系统的摩擦自供电轴承(KSTSPB),其利用保持架非导向间隙空间开发摩擦发电组件,利用保持架的周向及平面运动空间感知保持架的... 滚动轴承运行中的打滑和保持架不稳定涡动会显著影响航天器飞轮系统的指向精度。提出了一种可应用于航天器飞轮系统的摩擦自供电轴承(KSTSPB),其利用保持架非导向间隙空间开发摩擦发电组件,利用保持架的周向及平面运动空间感知保持架的运动学行为,可实现保持架异常运动特征的实时监测。采用高速摄像并在保持架上标记识别点阵的保持架运动精准测量方法进行验证,结果表明,KSTSPB输出信号同时受到轴承速度和载荷的影响,其输出电压与涡动间隙指标之间呈负相关性,可实现对保持架打滑的定量分析以及保持架不稳定涡动的定性分析。 展开更多
关键词 滚动轴承 航空航天 飞轮 摩擦电 保持架 打滑 涡动
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串链式太阳帆航天器进出地影刚-柔-热耦合动力学分析
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作者 彭奕翔 刘铸永 +2 位作者 袁婷婷 刘锦阳 武云丽 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第6期84-98,共15页
针对串链式太阳帆航天器在轨进出地影期间冷热交变引起的航天器热致振动问题,提出一种刚柔热耦合的动力学建模方法。首先推导了柔性板的动力学变分方程和热传导方程,然后同时考虑中心刚体姿态角、帆板转角、帆板弹性变形以及进出地影对... 针对串链式太阳帆航天器在轨进出地影期间冷热交变引起的航天器热致振动问题,提出一种刚柔热耦合的动力学建模方法。首先推导了柔性板的动力学变分方程和热传导方程,然后同时考虑中心刚体姿态角、帆板转角、帆板弹性变形以及进出地影对太阳辐射热流密度的影响,基于单向递推组集的方法建立了串链式太阳帆航天器的多物理场耦合动力学模型。采用铰相对坐标和模态坐标缩减自由度,有效提升了计算效率。仿真结果表明,在航天器进入阴影区和重新进入阳照区时,中心刚体的角速度和太阳帆板的挠度均会产生明显的振动,振幅随着换热系数增大而减小,振动衰减后帆板温度接近于环境温度。揭示了多源耦合振动对系统运动稳定性的影响规律,为变温度场下串链式太阳帆航天器的姿态控制建立基础。 展开更多
关键词 串链式太阳帆航天器 进出地影 刚-柔-热耦合 动力学 单向递推组集方法
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非对称径向电磁轴承结构设计及电磁特性分析
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作者 李雪威 滕伟 +2 位作者 吴传磊 秦润 柳亦兵 《轴承》 北大核心 2025年第8期51-59,共9页
为了降低卧式飞轮转子系统径向电磁轴承的损耗,结合转子系统的实际承载需求,设计了一种磁极非对称的径向电磁轴承,采用等效磁路法推导了电磁合力的数学模型,完成了该非对称径向电磁轴承的参数设计;采用Ansys Maxwell软件对非对称径向电... 为了降低卧式飞轮转子系统径向电磁轴承的损耗,结合转子系统的实际承载需求,设计了一种磁极非对称的径向电磁轴承,采用等效磁路法推导了电磁合力的数学模型,完成了该非对称径向电磁轴承的参数设计;采用Ansys Maxwell软件对非对称径向电磁轴承的静磁场特性和承载力特性进行分析,并采用场路耦合有限元仿真对非对称和对称2种结构的径向电磁轴承总损耗进行对比。结果表明:设计的非对称径向电磁轴承能够以较小的控制电流满足转子系统的悬浮要求;与对称径向电磁轴承相比,在同等承载力要求下,转子静态悬浮和高速旋转工况下非对称径向电磁轴承的总损耗分别降低了8.38%和15.81%;在同等电流激励下,非对称径向电磁轴承具有更大的承载力和更小的损耗。 展开更多
关键词 滑动轴承 磁力轴承 非对称 结构设计 损耗 有限元分析
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高速列车轴箱轴承低频波动载荷加载装置
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作者 侯宇 郑勇辉 +1 位作者 孙鹏田 王曦 《轴承》 北大核心 2025年第2期46-52,共7页
在高速列车运行过程中,复杂的轮轨关系等因素会使轴箱轴承承受宽频带的波动冲击载荷,导致滚子-滚道接触载荷大幅变化,加速轴承的磨损及疲劳失效。为在实验室环境中模拟轴箱轴承运用过程中承受的低频波动载荷,基于凸轮-弹簧机构设计、搭... 在高速列车运行过程中,复杂的轮轨关系等因素会使轴箱轴承承受宽频带的波动冲击载荷,导致滚子-滚道接触载荷大幅变化,加速轴承的磨损及疲劳失效。为在实验室环境中模拟轴箱轴承运用过程中承受的低频波动载荷,基于凸轮-弹簧机构设计、搭建了一种低频波动载荷加载装置并开发了相应的轴箱轴承试验台架,加载装置施加的低频波动载荷以及在波动加载工况下轴箱轴承内部动态载荷分布情况的试验结果表明,所设计的波动载荷加载装置能够对轴箱轴承施加给定幅值、频率的波动载荷,轴承承载区域滚子-滚道接触载荷的波动情况与轴承总外加载荷的波动情况一致,验证了该波动载荷加载装置的有效性和可行性。 展开更多
关键词 滚动轴承 轴箱轴承 高速列车 变载荷 加载 试验台架
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基于几何精确梁的侧凸脊柱降阶建模及振动分析
10
作者 肖祖铭 郭建峤 +3 位作者 冯志杰 郭伟 刘晓民 田强 《力学学报》 北大核心 2025年第11期2666-2677,共12页
提出了基于医学影像与几何精确描述的脊柱侧凸患者胸腰椎多柔体动力学建模方法,并通过振动模态与传递率分析,理解脊柱侧凸对其人因振动响应的影响机制.基于正侧位X光片提取侧凸脊柱三维几何参数,结合运动节律约束,驱动脊柱肌骨系统动力... 提出了基于医学影像与几何精确描述的脊柱侧凸患者胸腰椎多柔体动力学建模方法,并通过振动模态与传递率分析,理解脊柱侧凸对其人因振动响应的影响机制.基于正侧位X光片提取侧凸脊柱三维几何参数,结合运动节律约束,驱动脊柱肌骨系统动力学模型调整至侧凸脊柱构型.在此基础上,将椎间盘及与其相连的两个椎体简化为几何精确梁单元,单元节点对应椎体质心,其旋转矢量对应椎体三维姿态,单元刚度矩阵由包含椎间盘、韧带及肌肉贡献的椎间刚度线性化得到.进一步,开展侧凸脊柱模态与振动传递率分析,探讨侧凸脊柱形态对其生物动力学响应的影响机制.数值分析得到的固有频率、头足向传递率等结果与文献实测或仿真值具有一致性,脊柱侧凸会引起其矢状面和冠状面振动耦合,在提升侧凸脊柱头足向共振频率的同时,降低传递率幅值.本研究为揭示脊柱侧凸患者的个性化人因振动机制提供了多柔体动力学建模与分析方法,为车辆振动舒适性评估及临床诊疗康复方案设计等提供了理论支撑与定量分析模型. 展开更多
关键词 脊柱侧凸 多柔体动力学 几何精确梁 个性化建模 模态分析 振动传递率
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基于无网格法的中心刚体-FGM微梁动力学建模和仿真
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作者 杜超凡 徐宁宁 +3 位作者 黎亮 余传斌 章定国 方建士 《力学学报》 北大核心 2025年第10期2432-2445,共14页
采用无网格点插值法和无网格径向基点插值法描述柔性体微梁的变形场,对旋转功能梯度材料(FGM)微梁的动力学特性进行研究.基于修正偶应力理论和刚柔耦合动力学建模理论,在浮动坐标系中描述变形位移,计及由横向弯曲变形所引起的纵向缩短量... 采用无网格点插值法和无网格径向基点插值法描述柔性体微梁的变形场,对旋转功能梯度材料(FGM)微梁的动力学特性进行研究.基于修正偶应力理论和刚柔耦合动力学建模理论,在浮动坐标系中描述变形位移,计及由横向弯曲变形所引起的纵向缩短量,即非线性耦合变形项,在系统动能中保留与之有关的所有高阶量,在系统势能中加入了考虑尺度效应的偶应力张量和曲率张量,利用第二类Lagrange方程,建立了旋转FGM微梁的高次刚柔耦合非线性动力学模型.通过仿真算例,比较了一次近似模型和高次模型的适用范围,同时验证了所建模型的正确性.进一步研究了材料梯度变化、材料特征长度参数变化以及转动规律等因素对旋转微梁瞬态动力学响应和稳态自由振动的影响规律.当梁的厚度减小到与材料的特征长度参数接近时,尺度效应对FGM微梁系统的瞬态动力学响应和稳态自由振动的影响不可忽略.将无网格法的仿真结果与传统有限元法和假设模态法进行比较分析,表明了无网格法作为一种柔性体离散方法在刚柔耦合多体系统动力学的研究中具有可推广性,丰富了柔性多体系统动力学领域的离散方法. 展开更多
关键词 无网格法 功能梯度材料微梁 尺度效应 刚柔耦合动力学
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基于路面几何约束的履带车辆动力学约化建模 被引量:1
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作者 孙博天 李文涵 +1 位作者 柳月 王雪峰 《动力学与控制学报》 2025年第11期44-52,共9页
履带车辆拥有良好的路面适应能力,被广泛应用于各类复杂地形中.基于动力学建模的履带车辆仿真是研究履带车辆动力学性能与优化设计参数的有效手段.履带车辆和路面之间的复杂接触常常会降低履带车辆模型的求解效率和稳定性.本文提出了一... 履带车辆拥有良好的路面适应能力,被广泛应用于各类复杂地形中.基于动力学建模的履带车辆仿真是研究履带车辆动力学性能与优化设计参数的有效手段.履带车辆和路面之间的复杂接触常常会降低履带车辆模型的求解效率和稳定性.本文提出了一种将路面视为几何约束嵌入到动力学模型中的约化建模方法,在给定路面和轮子几何后,通过离线计算得到一条不依赖于行驶速度和其他车辆参数的名义轮心轨迹,即轮与路面接触的轨迹约束.在轨迹的几何约束基础上,依据负重轮所受路面支持力的大小及轮心位置,可以判断车轮何时与路面接触,这使得模型能有效模拟复杂路面条件下的履带车辆通过性.所提出的模型在不同频率的正弦路面和带坑洞的路面上进行了仿真验证. 展开更多
关键词 履带车辆 动力学 约束嵌入 模型降维
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串链式太阳帆板航天器刚-柔-热耦合多体动力学研究
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作者 彭奕翔 袁婷婷 +1 位作者 刘锦阳 武云丽 《宇航学报》 北大核心 2025年第10期2029-2043,共15页
基于串链式太阳帆板航天器多源耦合动力学需求,建立了刚-柔-热耦合分析模型并开展振动特性研究。针对冷热交变环境引发的热致振动问题,通过推导柔性板动力学变分方程与热传导方程,构建了太阳辐射热流密度、光压强度与系统位形参数的耦... 基于串链式太阳帆板航天器多源耦合动力学需求,建立了刚-柔-热耦合分析模型并开展振动特性研究。针对冷热交变环境引发的热致振动问题,通过推导柔性板动力学变分方程与热传导方程,构建了太阳辐射热流密度、光压强度与系统位形参数的耦合关系式。基于单向递推组集方法,采用铰相对坐标与模态坐标混合描述,建立了适用于复杂构型的动力学模型,有效降低了计算维度。通过与商业软件仿真结果对比验证,模型计算误差小于3.2%。研究揭示了连接板刚度、热流密度及关节力矩对系统稳定性的影响规律:当连接板刚度降低至临界值时,系统固有频率偏移量超过15%;太阳热流强度与结构热变形呈非线性正相关,最大变形量可达0.06 m;关节力矩输入可抑制83%的热致振动幅值。研究成果为航天器热-结构-控制一体化设计提供了理论支撑。 展开更多
关键词 串链式太阳帆板 刚-柔-热耦合 多体动力学 单向递推组集方法
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复杂约束多体系统显式动力学表示及其应用 被引量:1
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作者 满万鑫 李新洪 +4 位作者 周思引 安继萍 张治彬 胡港旋 张国辉 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期527-533,共7页
UDWADIA-KALABA方程为复杂约束多体系统提供了显式求解方法。该方法不用引入辅助变量,就可以使系统中的广义加速度与广义约束力解耦,进而得到显式表达的广义约束力和广义加速度。但是,在方程中要求质量矩阵是正定的,这不适用于具有奇异... UDWADIA-KALABA方程为复杂约束多体系统提供了显式求解方法。该方法不用引入辅助变量,就可以使系统中的广义加速度与广义约束力解耦,进而得到显式表达的广义约束力和广义加速度。但是,在方程中要求质量矩阵是正定的,这不适用于具有奇异质量矩阵、奇异构型、冗余约束等奇异问题的动力学系统。为此,一些专家学者通过引入辅助系统对U-K方程进行变形,使实际多体系统和添加辅助系统的多体系统具有同样的动力学特性,从而可以很好地解决奇异问题。详细论述了引入辅助系统对基本U-K方程进行修正的几种方法,给出了采用U-K方程对复杂约束多体系统建模和求解的通用流程。借助2个具有奇异质量矩阵的算例,利用U-K方程及其修正的方法进行了求解。 展开更多
关键词 U-K方程 复杂多体系统 奇异问题 冗余约束 显式运动方程
原文传递
仿蠕虫移动系统动力学建模及蠕动波影响
15
作者 李蒙恩 徐鉴 《力学季刊》 北大核心 2025年第2期252-265,共14页
蚯蚓、蛞蝓等无脊椎生物的连续体结构和波动驱动特性使其成为研究仿蠕虫机器人的理想对象,因此建立仿蠕虫连续体系统的动力学模型对于指导设计蠕虫类软体机器人有着重要意义.针对仿蠕虫系统的轴向运动,本文将细长圆形超弹性杆作为力学模... 蚯蚓、蛞蝓等无脊椎生物的连续体结构和波动驱动特性使其成为研究仿蠕虫机器人的理想对象,因此建立仿蠕虫连续体系统的动力学模型对于指导设计蠕虫类软体机器人有着重要意义.针对仿蠕虫系统的轴向运动,本文将细长圆形超弹性杆作为力学模型,综合超弹性Yeoh应变能、黏性摩擦,内部驱动力等多个关键因素,建立其轴向和径向耦合的非线性动力学模型,使用正弦平方应变波作为驱动,分析后退蠕动波对该系统运动的影响.由于所建立的连续体非线性动力学方程难以得到解析解,本文提出一种简化计算方法:通过径向变形与轴向位移之间的几何近似,展现轴-径非线性耦合变形特征,并将蠕动波代替驱动力进行简化计算.结果发现,本文的轴-径耦合动力学模型不但适用于小变形,而且可以提供大变形的计算分析.最后,通过一个一般算例,分析轴-径耦合模型的平均速度与正弦平方应变波的设计参数之间的联系,结果表明在应变能系数、摩擦系数、长细比不变的前提下,增大应变波的波幅,或者减小应变波的波宽与体长的比值,将有利于提高仿蠕虫系统轴向运动的平均速率. 展开更多
关键词 仿蠕虫系统 动力学模型 蠕动波 移动分析 连续体
原文传递
基于CWT-AT-CNN的航空轴承故障诊断
16
作者 方东亮 卓识 +2 位作者 战利伟 白晓峰 申立群 《轴承》 北大核心 2025年第9期101-108,共8页
提出了一种将连续小波变换-对抗训练-卷积神经网络(CWT-AT-CNN)相结合的轴承故障诊断方法,以提高航空轴承故障诊断的准确性和可靠性。基于连续小波变换将轴承原始信号转换为时频图,全面捕捉轴承振动信号的时、频域特征;针对卷积神经网... 提出了一种将连续小波变换-对抗训练-卷积神经网络(CWT-AT-CNN)相结合的轴承故障诊断方法,以提高航空轴承故障诊断的准确性和可靠性。基于连续小波变换将轴承原始信号转换为时频图,全面捕捉轴承振动信号的时、频域特征;针对卷积神经网络模型鲁棒性差的问题,使用基于DeepFool算法的对抗训练提高CNN模型的鲁棒性,使其在面对外界攻击时仍能保持较高的准确率。试验结果表明对抗训练可以有效提高模型的可靠性:受到攻击后,CNN模型的故障分类准确率由92.0%降至18.5%,而经过对抗训练的CWT-AT-CNN模型在受到攻击时的故障分类准确率仍可达到85.5%,远高于LeNet-5,CNN-BiLSTM和Involution-CNN等模型。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 小波变换 深度学习 对抗攻击
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柔性腿组合无缘轮被动行走步态及不同步分析
17
作者 王龙宇 张奇志 李珊珊 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第9期1158-1175,共18页
提出了具有可变相位差的柔性腿组合无缘轮模型,通过调节系统初值,对模型被动行走步态进行了分析.通过观察模型在不同相位差时的运动步态,分析了改变相位差对模型行走步态的影响.首先,采用第二类Lagrange方法建立了具有可变相位差的柔性... 提出了具有可变相位差的柔性腿组合无缘轮模型,通过调节系统初值,对模型被动行走步态进行了分析.通过观察模型在不同相位差时的运动步态,分析了改变相位差对模型行走步态的影响.首先,采用第二类Lagrange方法建立了具有可变相位差的柔性腿组合无缘轮动力学模型,通过调整初值,使模型运动步态能够在不同相位差条件下逐渐形成收敛的闭环极限环;其次,通过仿真实验对模型的典型步态进行了对比分析,注意到模型行走步态与初始相位差间存在着密切联系;最后,通过改变相位差,借助数值模拟和仿真实验验证了行走步态与初始相位差间的关系.结果表明:通过改变初始时刻前、后无缘轮支撑腿间的相位差,可以改变模型在斜坡上的周期运动步态,当相位差接近半髋角时,模型沿斜面运动的平均速率降低,但在垂直斜面方向上的颠簸程度较小,受到斜面法线方向的最大反向支撑力也较小. 展开更多
关键词 柔性腿组合无缘轮 被动步行 相位差调速 不同步 极限环
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共旋框架下二维柔性多体动力学分析策略
18
作者 季奕 伍洋 +1 位作者 张慧敏 孙光辉 《振动工程学报》 北大核心 2025年第10期2288-2296,共9页
针对具有强非线性和大范围运动的柔性多体系统,建立了一种精确且高效的动力学分析策略。在共旋坐标系下对柔性体进行动力学建模,再利用一种优化复合方法对建立的数学模型进行求解。由于动力学模型建立在共旋坐标系下,因此现有的先进线... 针对具有强非线性和大范围运动的柔性多体系统,建立了一种精确且高效的动力学分析策略。在共旋坐标系下对柔性体进行动力学建模,再利用一种优化复合方法对建立的数学模型进行求解。由于动力学模型建立在共旋坐标系下,因此现有的先进线性空间单元可以被直接使用,从而大幅降低计算成本。此外,为了准确地计算动力学响应,本文使用了一种优化复合方法,并以最小化局部截断误差为目标对算法参数进行优化设计。优化后的复合方法具有二阶精度、无条件稳定性和可控数值耗散。最后,本文对一些经典的柔性多体系统进行计算。结果表明:在相同的精度下,与目前流行的基于绝对节点坐标公式和Generalized-α方法的动力学分析策略相比,本文策略具有显著的效率优势。 展开更多
关键词 多体动力学 柔性多体系统 共旋框架 参数优化 复合方法
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基于新型协同转动六节点三边形壳单元的多体动力学计算理论
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作者 孙文浩 李忠学 《计算力学学报》 北大核心 2025年第6期943-950,共8页
基于新型协同转动六节点三边形壳单元理论以及能量动量守恒算法,发展了一种针对光滑壳结构的非线性多体动力学计算理论。在协同转动框架中,将局部坐标系固结于单元,跟随单元一同进行刚体位移(包括平动和转动)。在由整体节点变量计算局... 基于新型协同转动六节点三边形壳单元理论以及能量动量守恒算法,发展了一种针对光滑壳结构的非线性多体动力学计算理论。在协同转动框架中,将局部坐标系固结于单元,跟随单元一同进行刚体位移(包括平动和转动)。在由整体节点变量计算局部节点变量时,对单元的刚体转动进行扣除,在计算由局部坐标系到整体坐标系的转换矩阵时,再对刚体转动进行考虑,通过这种处理,可以将原本仅适用于小变形问题的线性单元应用于大变形问题的求解。在单元中引入了可以直接进行叠加更新的矢量型转动变量,能够通过能量泛函对节点变量的二阶偏微分求得单元切线刚度矩阵,且偏微分的次序可以互换,因而在局部及整体坐标系下均得到了对称的单元切线刚度矩阵。最后,对几个板壳算例进行了分析,并将结果与其他实验数据进行对比,检验了该计算理论的计算精度、可靠性及数值稳定性。 展开更多
关键词 多体动力学 三边形壳单元 矢量型转动变量 协同转动法 能量动量守恒算法
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黏性摩擦和线密度对蠕虫型系统运动的影响 被引量:1
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作者 姜子望 张会文 《力学季刊》 北大核心 2025年第1期141-150,共10页
针对连续的蠕虫型系统的运动,本文研究了摩擦系数和线密度对该系统运动的影响.首先,以描述蠕虫型系统运动的动力学模型和准静态模型为基础,采用方应变波的驱动方式,得出了两者在一个完整周期内的平均速度.然后,通过比较这两个平均速度,... 针对连续的蠕虫型系统的运动,本文研究了摩擦系数和线密度对该系统运动的影响.首先,以描述蠕虫型系统运动的动力学模型和准静态模型为基础,采用方应变波的驱动方式,得出了两者在一个完整周期内的平均速度.然后,通过比较这两个平均速度,发现在较小的摩擦或较大的线密度情况下,动力学模型不能简化为准静态模型.接着,基于平均速度相对误差的准则,本文给出了不能忽略这些参数对系统运动影响的条件.最后,通过一个数值算例,比较分析了由两模型得到的十个周期内的位移时程关系,结果表明了在一定条件下这些参数对该系统运动的影响较大. 展开更多
关键词 蠕虫型系统 动力学模型 黏性摩擦系数 线密度
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