【摘要】：在機(jī)械工程領(lǐng)域和日常生活中,不連續(xù)動(dòng)力系統(tǒng)普遍存在,其中系統(tǒng)中由接觸面的摩擦力以及系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換控制律導(dǎo)致的不連續(xù)性是最常見的.由于所研究系統(tǒng)存在的不連續(xù)性,因此需要利用不連續(xù)動(dòng)力系統(tǒng)的理論和模型來進(jìn)行分析,以便更好地解釋機(jī)械工程和生活中的不連續(xù)動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為.對(duì)這種系統(tǒng)的理論研究有利于機(jī)械生產(chǎn)的正常運(yùn)行.本文利用不連續(xù)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)理論研究?jī)蓚�(gè)物理模型,第一個(gè)系統(tǒng)是變速傳送帶上的受諧波外激勵(lì)的兩個(gè)自由度的摩擦誘導(dǎo)振子模型,系統(tǒng)的不連續(xù)性是由振子與傳送帶之間的摩擦力的存在導(dǎo)致的.第二個(gè)系統(tǒng)是常速傳送帶上受轉(zhuǎn)換控制的振子模型,系統(tǒng)的不連續(xù)性是由振子與傳送帶之間的摩擦力以及系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換控制律引起的.根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)的不連續(xù)性劃分域和邊界,并對(duì)其解析條件進(jìn)行了理論分析,構(gòu)造映射結(jié)構(gòu)以更好的進(jìn)行解析預(yù)測(cè)和數(shù)值模擬,在選定適當(dāng)?shù)某踔岛拖到y(tǒng)參數(shù)的基礎(chǔ)上給出了數(shù)值模擬.整篇文章共分三章.第一章對(duì)不連續(xù)動(dòng)力系統(tǒng)的研究背景及研究意義進(jìn)行了介紹,并給出了不連續(xù)動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的流轉(zhuǎn)換理論的相關(guān)概念及幾個(gè)引理.第二章介紹了在變速傳送帶上具有兩個(gè)諧波外激勵(lì)的2-DOF摩擦誘導(dǎo)振子的動(dòng)力學(xué)行為,主要運(yùn)用不連續(xù)動(dòng)力系統(tǒng)的流轉(zhuǎn)換理論對(duì)其進(jìn)行分析.這種系統(tǒng)的域和邊界是根據(jù)摩擦力導(dǎo)致的不連續(xù)性來定義的.基于域和邊界的劃分提出可穿越運(yùn)動(dòng)的解析條件,粘合運(yùn)動(dòng)的開始或消失以及擦邊運(yùn)動(dòng)的解析條件.通過構(gòu)造基本映射來描述這種振子的運(yùn)動(dòng)情況.通過映射結(jié)構(gòu)給出了周期運(yùn)動(dòng)的解析預(yù)測(cè).選定恰當(dāng)?shù)某踔岛拖到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬以說明粘合與非粘合運(yùn)動(dòng)情況.第三章利用不連續(xù)動(dòng)力系統(tǒng)的流轉(zhuǎn)換理論,研究了具有轉(zhuǎn)換控制律的恒速傳送帶上的振子的動(dòng)力學(xué)行為.這種系統(tǒng)的不同域和邊界是根據(jù)摩擦力的不連續(xù)性和轉(zhuǎn)換控制律定義的.基于對(duì)域和邊界的劃分,對(duì)穿越運(yùn)動(dòng)的解析條件,粘合或滑模運(yùn)動(dòng)的開始或消失運(yùn)動(dòng)以及擦邊運(yùn)動(dòng)的解析條件進(jìn)行了理論分析.引入基本映射來描述這種振子的運(yùn)動(dòng).通過映射結(jié)構(gòu)給出周期運(yùn)動(dòng)的解析預(yù)測(cè).最后在設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù)下給出不同的初始條件,進(jìn)行了數(shù)值模擬以說明穿越運(yùn)動(dòng)以及在不同邊界上的擦邊運(yùn)動(dòng)情況.通過這種運(yùn)動(dòng)的速度和力響應(yīng),可以在這種不連續(xù)系統(tǒng)中驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)切換的解析條件。
[Abstract]:In the field of mechanical engineering and daily life, discontinuous power systems are prevalent, in which discontinuity caused by the friction of the contact surface and the conversion control law in the system is the most common. Because of the discontinuity of the studied system, it is necessary to use the theory and model of the discontinuous dynamic system to analyze it, in order to better explain the dynamic behavior of the discontinuous dynamic system in mechanical engineering and daily life. The theoretical study of this system is beneficial to the normal operation of mechanical production. In this paper, two physical models are studied by using the theory of discontinuous dynamical system. The first system is the friction-induced oscillator model with two degrees of freedom excited by harmonic on the variable speed conveyor belt. The discontinuity of the system is caused by the friction between the vibrator and the conveyor belt. The second system is a transition controlled oscillator model on a constant speed conveyor belt. The discontinuity of the system is caused by the friction between the vibrator and the conveyor belt and the conversion control law of the system. According to the discontinuity partition domain and boundary of the dynamic system, the analytic conditions are analyzed theoretically, and the mapping structure is constructed for better analytical prediction and numerical simulation. The numerical simulation is given on the basis of selecting appropriate initial values and system parameters. The whole article is divided into three chapters. In the first chapter, the research background and significance of discontinuous dynamical systems are introduced, and the relevant concepts and some lemmas of the corresponding flow conversion theory in discontinuous dynamical systems are given. In chapter 2, the dynamic behavior of 2-DOF friction-induced oscillators with two external harmonic excitations on a variable speed conveyor belt is introduced. The flow conversion theory of discontinuous power system is used to analyze the dynamic behavior of the vibrator. The domain and boundary of this system are defined according to the discontinuity caused by friction. Based on the partition of domains and boundaries, the analytical conditions of traversable motion, the beginning or disappearance of adhesive motion and the erasing motion are proposed. The motion of the oscillator is described by constructing a basic map. The analytic prediction of periodic motion is given by mapping structure. The proper initial values and system parameters are selected to simulate the bonding and non-bonding motion. In chapter 3, the dynamic behavior of oscillators on a constant speed conveyor belt with a conversion control law is studied by using the flow conversion theory of discontinuous dynamical systems. The different domains and boundaries of the system are defined according to the friction discontinuity and the conversion control law. Based on the division of the boundary and the domain, the analytical conditions of the traversing motion, the starting or disappearing motion of the adhesive or sliding mode motion and the erasing motion are analyzed theoretically. A basic mapping is introduced to describe the motion of the oscillator. The analytic prediction of periodic motion is given by mapping structure. Finally, different initial conditions are given under the given system parameters, and numerical simulation is carried out to illustrate the movement of traversing and erasing at different boundaries. The analytical condition of motion switching can be verified in this discontinuous system by the velocity and force response of the motion.
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O19

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本文編號(hào)：2219359