摘要：曲轴的非刚体特性决定了扭转振动是不可避免,在设计中必须要加以考虑的因素。针对某四缸发动机扭转振动特性进行分析,采用集中质量法对曲轴轴系进行扭转振动建模,获取系统的特征方程,分别应用并对比了二自由度和六自由度当量系统方法,获取轴系的自振频率和振型,并获取低谐次的共振转速;采用非接触式试验测试,对比曲轴系统试验数据和理论分析数据,获得校准后的发动机轴系扭振计算模型,对比了两种求解模型结果的差异性,并对理论计算结果进行修正。结果可知:二自由度和六自由度当量系统法均可对曲轴轴系的自由振动特性进行分析,二者的误差在4%以内;在发动机的转速范围内,对于该发动机轴系的主谐次和次主谐次,存在多个共振转速,需要设计专门的扭转减振器进行控制;基于扭转振动实验测试,对曲轴轴系的扭转振动模型进行修正,可以显著提高二自由度和六自由度当量系统法获得的轴系自由振动特性的准确性,二者的误差控制在0.5%以内;同时模型分析与试验测试结果基本一致,表明分析模型的可靠性,为实际设计提供重要参考。

摘要：首次将一种基于集中质量法的力学模型用于分析计算软体排沉排受力和构型。该力学模型解决了不均匀质量、可拉伸软体排排体的构型和拉力分布的分析计算问题,并能考虑实际河流环境中水流的作用力。实例计算结果的讨论以及与悬链线理论解进行对比可知基于集中质量法的力学模型更适用于实际河流环境下的软体排排体的受力分析。

摘要：基于集中质量法详细阐述了国内外齿轮系统动力学的发展情况,围绕齿轮动力学的发展进程,以齿轮系统动力学方程为基础,首先从振动激励、研究目标、分析理论、数学模型、求解方法等方面评述了齿轮系统动力学研究进展。其次,根据已有的齿轮系统动力学的研究成果分析了动力学在齿轮工程上的应用,最后,根据齿轮系统动力学研究的发展趋势,提出了需要进一步研究的问题。

摘要：本文针对某破壁机原型机进行转子动力学分析,采用集中质量法建立了破壁机转子系统的模型,并进行了模态分析、临界转速分析以及谐响应分析。主要研究结论如下:首先,在模态分析方面,本文得到了破壁机转子系统前4阶正进动涡动频率及相应的振型,其中固有频率分别为867.93 Hz、10 394 Hz、11 434 Hz和12 673 Hz。正进动模态主要表现为以轴承支承为支点的摆动,这能为破壁机系统的结构设计和改进提供参考。其次,在临界转速分析方面,结果表明破壁机转子系统的临界转速为17 252 r/min,远低于额定转速35 000 r/min。表明破壁机在额定转速下能够稳定运行,不会发生共振现象,确保了系统的可靠性和稳定性。最后,在谐响应分析方面,以转子系统变形最大的连接圆盘为研究对象,计算结果显示在12 600 Hz时变形达到峰值,与模态分析的结论相一致。通过以上分析,本文研究了破壁机转子动力学特性,为破壁机的研发和优化提供了依据。

摘要：为解决海洋工程中系泊系统在风、浪、流联合作用下系泊力的计算问题 ,在时域内建立了一种计算防风水鼓系泊系统系泊力的方法。在分析波浪荷载时 ,使用了设计波法和非线性 Stokes五阶波 ,并由经验公式求出了船舶的风、流作用力。由准静态方法计算了初始条件后 ,在忽略了锚链和水鼓动态效应对船舶运动的影响的条件下 ,求解了系泊力和船舶的运动时历。再由二维集中质量法建立了锚链和水鼓的数学模型 ,用 Houbolt方法求解了锚链和水鼓的运动方程 ,并对系泊力进行了修正。模拟计算结果与经验公式计算结果吻合较好 ,且模拟计算的时域特征表现突出 。

摘要：对于在沿海或海岛泻湖附近水域进行作业的浮体,因其较浅的工作水深使得海底地形变化对其系泊系统的影响不可忽略,因而在探究系泊系统特性时不能再将海底简化为平坦地形。为研究锚链在非平坦海底地形条件下的静态特性,基于集中质量法建立锚链模型,通过数值模拟探讨海底倾斜角度以及锚链布置方式对锚链顶端张力、张力角以及悬线长度的影响规律,以指导浅水水域浮体系泊系统的设计和安全性能评估。

摘要：针对水下多缆(阵列)多体拖曳系统,给出了其动力学数学模型及其对应的数值求解方案,用以预报分析其在各种情况下的运动响应特性.模型由3部分组成:基于集中质量法给出了拖缆的运动控制方程;水下工作拖体因其为系统的关键部件而采用潜艇6自由度运动控制方程进行精确描述;而系统中另一个小型拖曳体因其尺度相对很小则简化为质量点融入拖缆的控制方程中.通过建立拖缆和拖体耦合边界条件将其耦合成一个整体,并采用4阶龙格库塔方法进行积分求解.最后针对4缆2拖曳体系统展开数值计算,研究了系统在不同情况下的运动响应特性,给出了一些规律性结论.

摘要：合理地调整托管架滚轴位置,可以保证深水S型铺管作业安全,提高铺设效率。基于集中质量法理论,考虑海床、海流的影响,建立深水S型铺管的三维管线数值模型,用Newton-Raphson法展开,对离散型托管架模型进行静力迭代求解。在静力求解基础上,以管线最大弯矩最小为目标函数,用进化差分算法对离散型托管架的滚轴高度和每段托管架的角度等众多参数进行优化。通过算例验证了优化方法的有效性。优化后的弯矩可比原设计减小10.9%。

摘要：基于集中质量法建立了由一对渐开线直齿圆柱齿轮组成的传动系统3自由度数学模型.采用一种主动控制结构,使主动控制力以更直接的方式来控制齿轮啮合点由于传动误差而引起的振动.通过压电堆作动器输出的位移控制齿轮轴的弯曲振动,以抑制齿轮传动误差,进而达到控制齿轮传动系统振动噪声的目的.在Matlab/Simulink环境中设计模糊控制器和模糊PD控制器,建立了完整的传动系统径向振动主动控制模型,并对其进行控制仿真计算.仿真结果表明:模糊控制器和模糊PD控制器均能有效抑制系统振动,模糊PD控制效果要优于单纯的模糊控制,采用的控制方法和控制策略在理论上是切实可行的.

摘要：针对柔性立管由于管道弯矩与曲率关系的非线性引起的动态时域分析问题,基于集中质量分析方法,考虑非线性弯曲刚度作为输入参数,建立柔性立管分析模型,进行管道拉力和曲率荷载的时域分析.对中国南海某1 500 m水深的柔性立管算例进行了动态时域分析.分析结果表明:立管拉力随长度增加而减小,最大点发生在顶部,曲率在顶部和底部都有较大值,中间曲率较小;与考虑线性弯曲刚度的分析结果比较,考虑非线性弯曲刚度得到的顶部拉力荷载时程曲线几乎无变化,而顶部和底部的曲率荷载时程曲线变化较显著;考虑非线性弯曲刚度输入可以得到更为准确的柔性立管时域分析结果.