非谐和水平振动输送机的物料运动分析
机械结构的非线性振动分析与控制
机械结构的非线性振动分析与控制导言机械结构的振动问题一直是工程领域研究的热点之一。
在很多实际工程中，机械结构的非线性振动常常会导致系统的不稳定，严重影响系统的性能和寿命。
因此，对机械结构的非线性振动进行准确分析和有效控制具有重要意义。
本文将探讨机械结构的非线性振动分析与控制方法。
1. 非线性振动的特点非线性振动是指振动系统中存在非线性力学特性，无法用简谐运动描述的振动现象。
相比于线性振动，非线性振动具有以下几个主要特点：1.1 非线性受力关系：非线性振动系统的受力关系与位移和速度等参数呈现非线性特性，可能存在诸如摩擦力、硬度非线性等现象。
1.2 非线性固有频率：非线性振动系统的固有频率可能随着振幅的变化而发生变化，即频率可参量现象。
1.3 多周期运动：非线性振动系统的周期可以是整数倍的基频周期，即存在周期倍频振动。
2. 非线性振动分析方法为了准确地分析机械结构的非线性振动特性，研究者们提出了许多有效的方法。
下面介绍三种常用的非线性振动分析方法：2.1 广义多自由度方法：该方法基于插值函数（如模态函数或形态函数），将振动系统转化为有限多自由度系统。
通过求解广义动力学方程，可以得到系统的响应和频率响应曲线。
2.2 数值模拟方法：该方法通过建立机械结构的非线性数学模型，并采用数值计算方法（如有限元法）对方程进行求解。
数值模拟方法对于非线性振动系统的分析提供了一种直观、高精度的手段。
2.3 非线性正交函数方法：该方法利用正交函数展开法将非线性振动系统的运动方程转化为一组非线性代数方程。
通过求解非线性代数方程，可以得到系统的响应特性。
3. 非线性振动的控制方法针对机械结构的非线性振动问题，研究者们也提出了多种控制方法。
以下是两种常见的非线性振动控制方法：3.1 被动控制方法：被动控制方法通过改变机械结构的刚度、质量、阻尼等参数来降低非线性振动的影响。
例如，采用阻尼器、振动吸收器等装置来减小振动幅值，提高系统的稳定性。
非线性振动系统的动力学分析和控制
非线性振动系统的动力学分析和控制随着现代科技的发展和应用的扩大，我们已经离不开振动系统的存在。
振动系统既是一个重要的研究领域，也是一个广泛的应用领域。
非线性振动系统是研究振动系统的一个重要分支。
它的研究有着重要的理论和实际意义。
本文将对非线性振动系统的动力学分析和控制进行阐述。
一、非线性振动系统的基本概念在振动系统中，物体发生振动是因为受到了一定的外界激励。
如果激励的大小和方向与物体的振动相同，那么称这种振动为谐振动。
当物体受到的激励越来越强，激励与物体振动的关系不再满足线性关系，这时就出现了非线性振动。
非线性振动系统中的物体的运动状态，不能只用物体的平衡位置和速度来描述，它需要考虑物体的位移和加速度。
非线性振动系统还具有一些特殊的动态特性，例如，共振现象、混沌现象等，这些都是在线性系统中不会出现的现象。
二、非线性振动系统的动力学分析非线性振动系统的动力学分析包括非线性振动系统的力学建模、运动方程的建立、动力学分析和系统稳定性分析。
1. 非线性振动系统的力学建模在建立非线性振动系统的力学模型时，需要确定振动系统的结构、物体的运动状态、相互作用力的类型和大小，以及各种耗散力的影响等。
力学建模的精度直接影响到后续的动力学分析和控制策略的选择。
2. 运动方程的建立非线性振动系统的运动方程代表了振动系统的运动状态和动态特性。
运动方程需要根据振动系统的力学特性和初始条件来建立，通常使用微分方程和偏微分方程来描述。
3. 动力学分析动力学分析是指对非线性振动系统的振动过程进行分析。
动力学分析的内容包括确定振动系统基态和平衡态的稳定性，探究振动系统的共振现象、混沌现象和非周期运动特性等。
4. 系统稳定性分析非线性振动系统的稳定性分析，是指通过研究振动系统的稳定性，探究如何通过控制振动系统的运动状态，使振动系统达到一个稳定的状态。
研究方法通常是利用李亚普诺夫稳定性定理。
三、非线性振动系统的控制在非线性振动系统的控制中，我们可以采用多种方法，如线性反馈控制、非线性控制和混沌控制等。
机械系统的非线性振动动力学分析方法
机械系统的非线性振动动力学分析方法在现代工程领域中，机械系统的性能和可靠性至关重要。
而机械系统中的非线性振动现象常常会对系统的正常运行产生显著影响，甚至可能导致系统失效。
因此，深入研究机械系统的非线性振动动力学分析方法具有重要的理论和实际意义。
机械系统的非线性振动是指系统的振动响应与激励之间的关系不是线性的。
这种非线性关系可能源于多种因素，例如材料的非线性特性、几何非线性、接触非线性以及各种非线性阻尼和恢复力等。
与线性振动相比，非线性振动具有更加复杂和多样化的行为，如多值响应、跳跃现象、混沌运动等。
为了有效地分析机械系统的非线性振动，研究人员提出了多种方法。
其中，数值方法是应用最为广泛的一类。
有限元法是一种常见的数值方法，它将连续的机械系统离散化为有限个单元，通过建立单元的刚度矩阵和质量矩阵，进而求解整个系统的运动方程。
在处理非线性问题时，可以通过迭代的方式逐步逼近真实的解。
另一种重要的数值方法是龙格库塔法。
它是一种求解常微分方程的数值方法，适用于求解机械系统非线性振动的动力学方程。
通过在时间域上逐步推进求解，可以得到系统在不同时刻的状态。
解析方法在非线性振动分析中也具有一定的地位。
谐波平衡法是一种常用的解析方法，它假设振动响应为一系列谐波的叠加，通过将非线性项展开并与谐波项进行比较，从而得到方程的近似解。
这种方法对于具有弱非线性的系统较为有效。
摄动法也是一种经典的解析方法，它通过引入小参数将非线性方程进行近似处理，从而得到可解的方程。
例如，林滋泰德庞加莱摄动法在处理非线性振动问题时发挥了重要作用。
除了上述方法，实验研究也是理解机械系统非线性振动的重要手段。
通过在实际系统上安装传感器，测量振动信号，然后对信号进行分析和处理，可以获得系统的振动特性。
例如，使用加速度传感器测量振动加速度，通过频谱分析可以了解振动的频率成分。
在进行非线性振动分析时，还需要考虑系统的稳定性。
李雅普诺夫稳定性理论为判断系统的稳定性提供了有力的工具。
《弹性连杆式振动输送机的动力学分析与优化设计》范文
《弹性连杆式振动输送机的动力学分析与优化设计》篇一一、引言随着现代制造业的飞速发展，物料输送设备的性能与效率对于整个生产线的顺畅运行至关重要。
弹性连杆式振动输送机作为一种高效、节能的物料输送设备，其动力学特性和优化设计成为了研究的热点。
本文旨在通过对弹性连杆式振动输送机进行深入的动力学分析，提出有效的优化设计方案，以期提高设备的输送效率与稳定性。
二、弹性连杆式振动输送机概述弹性连杆式振动输送机是一种利用振动原理进行物料输送的设备，其核心部件包括弹性连杆、振动电机和输送带等。
该设备通过振动电机的驱动，使连杆产生周期性振动，从而带动输送带进行连续的振动输送。
这种输送方式具有结构简单、能耗低、输送效率高等优点，在各行各业中得到了广泛应用。
三、动力学分析1. 模型建立：为准确分析弹性连杆式振动输送机的动力学特性，需要建立相应的数学模型。
该模型应包括连杆的弹性特性、电机的驱动力、输送带的摩擦力等因素。
通过建立动力学方程，可以描述系统在受到不同外力作用时的运动状态。
2. 振动特性分析：根据建立的动力学模型，分析系统在不同条件下的振动特性。
包括振动的幅度、频率、相位等参数。
这些参数将直接影响设备的输送效率和稳定性。
3. 影响因素研究：分析影响系统动力学特性的因素，如连杆的刚度、电机的驱动力大小及控制策略等。
通过研究这些因素对系统的影响，可以为后续的优化设计提供依据。
四、优化设计1. 结构优化：根据动力学分析结果，对设备的结构进行优化设计。
包括调整连杆的布置方式、改变电机的驱动方式等，以提高设备的输送效率和稳定性。
2. 材料选择：选择合适的材料来提高设备的耐用性和可靠性。
例如，选择高强度的连杆材料和耐磨的输送带材料，以延长设备的使用寿命。
3. 控制策略优化：优化电机的控制策略，使系统在各种工况下都能保持良好的振动特性。
例如，采用先进的控制算法，使电机能够根据实际需求自动调整驱动力大小和频率。
4. 安全性与可靠性设计：在优化设计中考虑设备的安全性和可靠性。
非谐和间歇滑动输送机激振器频率设计优化
Ⅲ １
振 动输送 机 包括 弹性 连 杆 式 弹 簧组 固频 共 振 输 送 机 、 无 连杆 弹 簧 组 固 频 共 振 输 送 机 、 电磁 式 振 动 给 料 机
于 自由振 动 状态 ， 产 生 的力 在输 送 机 的 运 动 中被 吸 它
收稿 日期 ：２ ０ ０ ０ 修改稿收到 日期：０７— ３—２ ０ ７— ３— １ ２０ ０ ９ 第一作者 冯维明 男 ， 硕士 ， 副教授 ，９ ７年生 １５
ｓ Ａ ０ ＋ ２ ｌｓ ２Ａ ｉ ｃ ｓ
１ ２ 物料 运动 的基本 特证 ．
和间歇滑 动输 送 机 可产 生 显 著 的经 济 效 益 和 环 境 效
（） １
益 。在我 国 ， 随着经济 的快 速 发 展 ， 市场 对该 类 设 备 的 需 求与 １剧 增 。国 内制造输 送 设 备 的企 业 中 只有 个别 ３
企 业对 国外 同类 设备 进行 了初 步 的仿 制 。 国内企 业 大 多 只能通 过 花 费大 量 外 汇 进 口国外 设 备 来 满 足 需 求 。 为 了使 这类 机械 获 得 更 有 效 的使 用 和 进 一 步 发 展 ， 对 其 工作理论 与设 计计算 方 法进 行 较 系统 和较 详 细 的研 究 是十分 必要 的 ， ［ ， 对 直 线 简 谐 式 振 动 输 送 机 文 ３ ４］
维普资讯
振 第２ 第１ ６卷 １期
动
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非 谐 和 间歇 滑 动 输 送 机 激 振 器 频 率 设 计 优 化
非线性振动系统的动力学模拟和分析
非线性振动系统的动力学模拟和分析一、引言非线性振动系统是实际工程中经常遇到的一种振动模式，其动力学行为与线性振动系统有很大不同。
为了解决实际问题，需要对非线性振动系统进行深入研究，进一步分析其动力学行为。
本文将着重介绍非线性振动系统的动力学模拟和分析方法，并结合具体实例进行讲解。
二、基本概念1. 非线性振动系统非线性振动系统是指其运动方程中含有非线性项的振动系统。
其动力学行为与线性振动系统有很大不同，例如出现分岔、混沌等现象。
2. 动力学模拟动力学模拟是通过计算机模拟的方法研究动力学系统的行为。
它可以帮助我们深入理解非线性系统的物理现象，预测系统的行为以及设计系统的参数。
三、非线性振动系统动力学模拟方法1. 常微分方程方法其基本思路是通过建立非线性振动系统的运动方程，并运用数值分析方法进行求解。
假设非线性振动系统的运动方程为：$$\frac{d^2x}{dt^2}+f(x)=0$$其中，$x$为系统的位移，$f(x)$为非线性运动方程，可以将其展开为泰勒级数的形式，如下：$$f(x)=a_1x+a_2x^2+a_3x^3+...$$将运动方程离散化后，可以利用数值分析方法，如欧拉法、隐式欧拉法等，进行求解。
2. 辛普森法辛普森法是一种常用的非线性振动系统动力学模拟方法。
其基本思路是利用曲面的形状来逼近曲线，进而求解非线性振动系统的运动方程。
假设非线性振动系统的运动方程为：$$\frac{d^2x}{dt^2}+f(x)=0$$其中，$x$为系统的位移，$f(x)$为非线性运动方程。
将运动方程离散化后，可以利用辛普森法进行求解。
3. 傅里叶级数方法其基本思路是将一个非线性振动系统的运动方程分解为一系列线性微分方程的和，进而用傅里叶变换的方法求解。
假设非线性振动系统的运动方程为：$$\frac{d^2x}{dt^2}+f(x)=0$$其中，$x$为系统的位移，$f(x)$为非线性运动方程。
将运动方程展开为傅里叶级数的形式后，可以用傅里叶变换求解。
非谐和水平振动输送机物料速度优化分析_郭宝良
］ 进行物料与 料 槽 的 相 对 运 动 状 态 的 判 别 ， 献［ 确 ０ １ 上 时ｔ 定物料在时间间隔 ［ ｔ ｔ ｉ， ｉ ＋１ ］ ｉ 时刻物料相对料 槽的运动状态 ， 从而确定物料的加速度 。 ）积分计算 ： 通过积分可计算物料和料槽的速 ４ ） ） ） ， （ ， （ ， （ 。 ） 度和位移 ， 即式 （ ５ ６ ７ １ １ １ ９ ）循环 ： ， 即可实现系统的 重复 步 骤 （ 和（ ５ ３） ４） 数值仿真 。 只要时间间隔 Δ 就会得 ｔ 选择得足够小 ， 到足够高的仿真精度 ， 满足工程要求 。 ２． ４ 灵敏度分析 用灵敏度分析来评价系统各参数对物料输送速 度的影响程度 。 一阶差分灵敏度的定义为 ／ ／ Ｓ（ Ｆ Ｐｍ ）＝ Δ Ｆ Ｐｍ Δ 其中 ：Ｓ 为函数 Ｆ 对变量 Ｐｍ 的敏感程度 。 若 Ｓ 的符号表 示 函 数 Ｆ 对 变 量 Ｐｍ 的 单 调 性 ： 表示 Ｆ 对变量 Ｐｍ 单调递减 ； 表示 Ｆ 若 Ｓ＞０， Ｓ＜０，
１ １］ 。因 此， 对变量 Ｐｍ 单 调 递 增 ［ 灵敏度分析结果中
烄 ）＝ ｘ（ ｔ
ｍ ωｒ ２ （ ｃ ｔ＋φ） ｏ ｓ ω ２ ２ ｋ－ （ Ｍ ＋ ｍ） ω ２
３
ｍ１ ｒ ２ ω １ １ ）＝－ ｘ（ ｔ ｓ ｔ－ ｉ ｎ ω １ ２ ｋ－ （ Ｍ ＋ ｍ） ω １ （ ） １ ６ 烅 ３ ｍ２ ｒ ２ ω ２ ２ （ ｓ ｔ＋φ） ｉ ｎ ω ２ ２ ｋ－ （ Ｍ ＋ ｍ） ω
图 ３ 物料受力简图
对料槽有
２ ２ ）＝ ２ （ Ｆ（ ｔ ｍ１ ｒ ｃ ｔ＋２ ｍ２ ｒ ｃ ｔ＋φ） ｏ ｓ ｏ ｓ ω ω ω ω １ １ ２ ２ １ ２ （ ） １ ¨ ） （ ） Ｍ ｘ ＝ Ｆ（ ｔ ＦＬｓ ２ ｉ ｎ －２ θ－Ｆｆ
非线性振动现象的分析与控制
非线性振动现象的分析与控制引言：振动是物体在受到外界力的作用下产生的周期性运动。
在很多实际应用中，振动现象是无法避免的。
传统的振动理论常常以线性振动为研究对象，但在实际工程中，由于材料的非线性特性或者复杂的系统结构等因素的影响，一些系统的振动往往表现出非线性特征，这给振动控制带来了挑战。
本文将从非线性振动的基本原理、分析方法和控制策略等方面进行介绍。
1. 非线性振动的基本原理非线性振动的基本原理是指在振动系统中，系统的运动方程中存在非线性项。
非线性项可能来自于系统的非线性弹簧，非线性摩擦力以及非线性扰动等。
这些非线性项会使得系统的运动不再满足叠加原理，产生新的现象。
在非线性振动中，振幅的大小和振动频率之间存在复杂的关系，如倍频现象、相位共振等。
2. 分析非线性振动的方法为了分析非线性振动系统，常常需要采用数值模拟方法。
其中，一种常用的方法是时域分析，即通过求解系统的运动方程，得到系统的时域响应。
另一种方法是频域分析，即通过将时域信号转换到频域，分析系统的频谱特性。
此外，还可以通过相平面分析方法来研究非线性系统的稳定性、受激振动和共振现象等。
3. 非线性振动的控制策略在实际应用中，为了控制非线性振动系统，常常需要采取相应的控制策略。
其中，一种常见的方法是使用非线性控制器，通过引入非线性反馈来补偿系统的非线性特性。
另一种方法是使用自适应控制策略，根据系统的变化实时调整控制参数。
此外，还可以通过参数识别和模型预测控制等方法来实现对非线性振动的控制。
4. 实际应用中的非线性振动现象非线性振动现象在实际应用中普遍存在。
例如在建筑结构中，由于地震或风荷载等外力的作用，结构会发生非线性振动，给结构的安全性和稳定性带来威胁。
在机械系统中，由于轴承的非线性摩擦力或者悬挂系统的非线性特性，机械系统会出现非线性振动，影响其性能和寿命。
因此，对于非线性振动的分析和控制具有重要的理论和实际意义。
结论：非线性振动现象是实际工程中普遍存在的重要问题。
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非谐和水平振动输送机的物料运动分析
作者：郭宝良， 段志善， 郑建校， 何育民， GUO Baoliang， DUAN Zhishan， ZHENG Jianxiao， HE Yumin
作者单位：西安建筑科技大学机电学院 西安710055
刊名：
机械工程学报
英文刊名：JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
年，卷(期)：2012,48(1)
1.WINKLER G Analysing the vibrating conveyor[外文期刊] 1978(09)
2.闻邦椿;刘树英振动机械的理论与动态设计方法 2001
3.段志善;史丽晨水平振动输送机的动力学分析与应用[期刊论文]-煤矿机械 2009(01)
4.冯维明;曲秀晓;刘晓东非谐和振动输送机输送速度分析[期刊论文]-振动与冲击 2010(01)
5.冯维明;孙艺瑕非谐和简谐滑动输送机激振器频率设计优化[期刊论文]-振动与冲击 2007(11)
6.冯维明;孙艺瑕非谐和间歇滑动输送机振幅优化设计[期刊论文]-合肥工业大学学报 2007(11)
7.吕燕;段志善基于Matlab水平振动给料机给料过程求解与仿真[期刊论文]-矿山机械 2007(08)
8.何育民;刘凯水平振动输送机运动机理的研究[期刊论文]-重型机械 2003(05)
9.RAAFAT A;MAHMOUD A Performance of an oscillating conveyor driven through a spring 1997(07)
10.高海平;王琪;房杰蛙式打夯机的单边约束多体系统动力学建模与数值模拟 2010(07)
11.DEN HARTOG J P Forced vibrations with combined coulomb and viscous friction 1931(09)
12.SINGIRESU S R;李欣业;张明路机械振动 2009
13.HUNDAL M S Response of a base excited system with coulomb and viscous friction[外文期刊] 1979(03)
本文链接：/Periodical_jxgcxb201201016.aspx。