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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型
1
作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性空间耦合动力学 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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基于非线性动力学稀疏辨识的涡致振动系统建模
2
作者 季廷炜 王亮 +2 位作者 谢芳芳 张鑫帅 郑畅东 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期402-412,432,共12页
以二维和三维圆柱涡致振动(VIV)系统为研究对象,通过非线性动力学稀疏辨识(SINDy)的方法,识别VIV系统的结构响应模型和尾流振荡模型.对模型进行验证和分析,得到VIV系统的流固耦合模型,实现不同缩减速度下圆柱VIV位移和速度响应的预测.... 以二维和三维圆柱涡致振动(VIV)系统为研究对象,通过非线性动力学稀疏辨识(SINDy)的方法,识别VIV系统的结构响应模型和尾流振荡模型.对模型进行验证和分析,得到VIV系统的流固耦合模型,实现不同缩减速度下圆柱VIV位移和速度响应的预测.结果表明,采用SINDy算法,识别了带有附加阻尼的二维VIV系统的结构响应模型.该模型与流固耦合系统的动力学特征表现出明显的规律:当涡致振动系统处于锁定(lock-in)区域时,附加阻尼随缩减速度变大而基本保持不变,结构的无量纲最大振幅保持在较高水平;当涡致振动系统处于非锁定区域时,附加阻尼随缩减速度变大而呈现线性下降的特征,结构的无量纲振幅保持在较低水平.基于SINDy方法识别的二维VIV系统流固耦合模型和三维VIV系统结构响应模型有较好的预测能力,其中二维VIV系统流固耦合模型有一定的泛化能力.模型预测值能够表征原系统的运动特征,对二维VIV系统结构位移响应预测的相对误差小于6%,结构速度响应预测的相对误差小于5%,对三维VIV系统结构位移和速度响应预测的相对误差小于4%. 展开更多
关键词 稀疏辨识 涡致振动 流固耦合 降阶模型 非线性动力学
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非线性接触率和种群动力学对SI传染病模型的影响 被引量：7
3
作者 王辉 胡志兴 马知恩 《生物数学学报》 CSCD 1997年第S1期434-438,共5页
本文研究了具有一般非线性接触率和易感类中具有Logistic增长的SI传染病模型的正不变集、平衡位置以及平衡位置的稳定性．
关键词 SI流行病模型 种群动力学 非线性接触率 平衡位置 稳定性
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嗜热链球菌JM108发酵动力学模型的建立
4
作者 孙文 李宝磊 +7 位作者 侯保朝 洪维鍊 何剑 梁超 张宇 满朝新 姜毓君 郭鸰 《食品工业科技》 北大核心 2025年第3期159-165,共7页
本研究以嗜热链球菌JM108的生长和代谢为研究对象,以建立随时间变化模型,模拟细菌的生长、产物合成以及底物消耗的动力学变化。在M17培养基中接种嗜热链球菌JM108,每隔2 h对发酵体系内的嗜热链球菌JM108活菌数、乳酸含量以及葡萄糖含量... 本研究以嗜热链球菌JM108的生长和代谢为研究对象,以建立随时间变化模型,模拟细菌的生长、产物合成以及底物消耗的动力学变化。在M17培养基中接种嗜热链球菌JM108,每隔2 h对发酵体系内的嗜热链球菌JM108活菌数、乳酸含量以及葡萄糖含量进行测定,采用3种经典模型Logistic模型、Boltzmann模型和SGompertz模型对实验值进行非线性拟合。非线性拟合结果表明,Logistic模型最适合用于描述细菌生长动力学、乳酸生成动力学和葡萄糖消耗动力学,其R2值分别为0.9974、0.9947和0.9964,均大于0.99,拟合值与实验值的误差均小于15%,拟合良好,表明所建立的动力学模型能够较好地预测发酵过程的动态变化。嗜热链球菌JM108生长量动力学方程为:y=8.59+-2:39/1+(x/2.32)^(0.02);乳酸生成量动力学方程为:y=1.05+-1:061+(x/3.67)^(3.23);葡萄糖消耗量动力学方程为:y=0.02+0.151+(x/3.47)^(3.90)。建立嗜热链球菌JM108的发酵动力学模型,为描述发酵的动力学特征提供了理论支持。 展开更多
关键词 嗜热链球菌JM108 发酵 发酵过程 非线性拟合 发酵动力学模型
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一个具有非线性接触率和种群动力学的传染病模型 被引量：4
5
作者 胡志兴 王辉 马知恩 《高校应用数学学报（A辑）》 CSCD 北大核心 1997年第4期385-392,共8页
本文研究了具有非线性接触率和易感类中具有Ｌｏｇｉｓｔｉｃ增长的ＳＩ传染病模型的正不变集、平衡位置以及平衡位置的稳定性．
关键词 流行病模型 易感类 种群动力学 非线性接触率
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基于非线性摩擦力模型和WLS-CS算法的机器人动力学参数辨识
6
作者 梁艳阳 黄子健 +2 位作者 孙伟霖 石峰 钟铭溪 《机电工程技术》 2024年第9期169-172,共4页
为了实现对工业机器人的高精度控制,需要一个高精度的动力学模型,因此要对动力学参数进行精准辨识。提出一种基于非线性摩擦力模型和加权最小二乘法与布谷鸟算法(WLS-CS)结合的动力学参数辨识方法。首先通过Newton-Euler法进行机器人的... 为了实现对工业机器人的高精度控制,需要一个高精度的动力学模型,因此要对动力学参数进行精准辨识。提出一种基于非线性摩擦力模型和加权最小二乘法与布谷鸟算法(WLS-CS)结合的动力学参数辨识方法。首先通过Newton-Euler法进行机器人的动力学建模,结合非线性摩擦力模型,完成机器人全动力学模型的建模。设计5阶有限项傅里叶级数作为激励轨迹,并优化激励轨迹参数。使用加权最小二乘法对动力学参数进行初步辨识。辨识结果作为布谷鸟算法的初始解范围,结合Levy飞行与巢穴的优胜劣汰机制,寻找到动力学参数辨识的全局最优解。更换轨迹对机器人全动力学模型进行验证,计算机器人的仿真力矩,并与实验力矩反馈值进行对比。结果表明上述方法辨识的动力学参数辨识精度的残差方根(RMS)值下降8.6%,可以建立精确度较高的动力学模型。 展开更多
关键词 动力学参数辨识 工业机器人 非线性摩擦力模型 最小二乘法 布谷鸟算法
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基于广义回归神经网络的变间隙磁流变缓冲器非线性动力学模型
7
作者 段俞洲 王宏 +1 位作者 付本元 居本祥 《磁性材料及器件》 CAS 2024年第6期32-40,共9页
变间隙磁流变缓冲器的动力学行为具有极强的非线性特征,建立准确的动力学模型是精准控制缓冲器输出特性的基础。为此,提出一种基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)的非线性动力学模型。首先制作了变间隙... 变间隙磁流变缓冲器的动力学行为具有极强的非线性特征,建立准确的动力学模型是精准控制缓冲器输出特性的基础。为此,提出一种基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)的非线性动力学模型。首先制作了变间隙磁流变缓冲器样机并搭建了冲击试验平台,采集了不同工况下的冲击试验数据作为缓冲器动力学数据库;进而开展了GRNN模型性能验证并与反向传播(back propagation,BP)神经网络模型进行了对比,结果显示GRNN模型可有效映射缓冲器非线性动力学性能且其准确度高于BP模型;最后验证了GRNN模型对未知工况下缓冲器输出预测的准确性,其缓冲力峰值、最大位移、最大速度与试验结果的相对误差分别为4.71%~10.2%、0.32%~4.18%、0.097%~2.5%,表明GRNN模型能准确预测未知工况下缓冲器的输出特性。 展开更多
关键词 磁流变缓冲器 广义回归神经网络 非线性动力学模型 输出
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一类具有非线性有效接触率的病毒感染模型的动力学性态分析
8
作者 龚亚英 《西南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第8期17-20,共4页
构建并分析了一类具有非线性有效接触率的病毒感染模型的全局动力学性态,结果发现:当病毒基本再生数小于1时,病毒绝灭平衡点全局渐近稳定;反之,模型的正平衡点全局渐近稳定.
关键词 病毒动力学 非线性有效接触率 平衡点 全局稳定性
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具有非线性接触率和种群动力学流行病模型
9
作者 胡志兴 王辉 高丽 《延安大学学报（自然科学版）》 1996年第2期15-18,共4页
本文研究了具有非线性接触率和易感类中具有种群动力学的ＳＩＳ传染病模型的正不变集、平衡位置以及平衡位置的稳定性。
关键词 流行病模型 非线性接触率 种群动力学 稳定性
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种群动力学对非线性接触率的SI传染病模型的影响
10
作者 胡志兴 王辉 《延安大学学报（自然科学版）》 1997年第1期1-9,共9页
本文研究了具有非线性接触率βＩｐＳ１＋αＩｐ－１和易感类中具有Ｌｏｇｉｓｔｉｃ增长的ＳＩ传染病模型的正不变集、平衡位置以及平衡位置的稳定性。对某些参数值。
关键词 种群动力学 非线性接触率 平衡位置 传染病模型
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具有种群动力学和非线性接触率的SIRS流行病模型 被引量：1
11
作者 王军 王辉 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期22-29,共8页
建立易感染类中具有 L ogistic种群增长和非线性接触率的 SIRS流行病模型 ;分析该模型的正不变集和平衡位置的存在性 ,研究了疾病消除平衡位置和地方病平衡位置的稳定性 。
关键词 非线性接触率 SIRS流行病模型 种群动力学 平衡位置 稳定性 Logistic种群增长 正不变集
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行星齿轮传动非线性动力学模型与方程 被引量：83
12
作者 孙涛 沈允文 +1 位作者 孙智民 刘继岩 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期6-10,共5页
建立了２Ｋ－Ｈ型行星齿轮传动的弯扭耦合非线性动力学模型，模型中考虑了太阳轮的横向振动、齿轮啮合综合误差、齿轮副啮合间隙以及时变啮合刚度，获得了系统的运动微分方程。针对系统微分方程的半正定、变参数和非线性特点，采用以齿... 建立了２Ｋ－Ｈ型行星齿轮传动的弯扭耦合非线性动力学模型，模型中考虑了太阳轮的横向振动、齿轮啮合综合误差、齿轮副啮合间隙以及时变啮合刚度，获得了系统的运动微分方程。针对系统微分方程的半正定、变参数和非线性特点，采用以齿轮副相对啮合位移作为系统的广义坐标，将线性与非线性恢复力共存的方程组转换为统一形式的矩阵形式，并对方程进行量纲一化处理，方便地达到了将单自由度的非线性方程的解法推广到多自由度非线性微分方程组中。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 非线性振动 齿轮动力学 非线性动力学模型
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考虑齿面接触温度的齿轮系统非线性动力学建模及分析 被引量：25
13
作者 苟向锋 祁常君 陈代林 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期71-77,共7页
为研究齿轮啮合过程中齿面接触温度对系统动力学的影响,基于Block闪温理论,计算主、从动轮的齿面闪温,推导齿面接触温度随时间变化的表达式,计算由齿面接触温度变化导致的齿廓形变;通过Hertz接触理论,推导随齿面接触温度变化的啮合刚度... 为研究齿轮啮合过程中齿面接触温度对系统动力学的影响,基于Block闪温理论,计算主、从动轮的齿面闪温,推导齿面接触温度随时间变化的表达式,计算由齿面接触温度变化导致的齿廓形变;通过Hertz接触理论,推导随齿面接触温度变化的啮合刚度的表达式。建立综合考虑齿面接触温度、时变啮合刚度、齿面摩擦、齿侧间隙、综合啮合误差等因素的单级直齿圆柱齿轮系统非线性动力学模型。对该模型进行研究,分析摩擦因数、载荷对齿面闪温的影响及系统的动力学特性。计算结果显示,齿面闪温在齿根和齿顶啮合时达到最大,而在节点附近接近于零。这表明所提出的齿面闪温计算方法能在一定程度上反映齿轮啮合时的温度变化和滑动情况,该方法在计算齿面温度变化时其基本规律是正确的。对比考虑齿面接触温度与否的分岔图发现,齿面接触温度对系统动力学行为有明显的影响。 展开更多
关键词 齿轮 齿面接触温度 建模 非线性动力学
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含摩擦力的行星齿轮传动系统非线性动力学模型 被引量：27
14
作者 朱恩涌 巫世晶 +2 位作者 王晓笋 邓明星 潜波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期217-220,236,共5页
建立了一种考虑摩擦力、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合啮合误差的2K-H型行星齿轮平移-扭转耦合非线性动力学模型。分析计算了啮合齿对间的相对位移,根据啮合区啮合齿对数不断变化的特点,推导出不同啮合齿对间摩擦力力臂计算公式,考虑了... 建立了一种考虑摩擦力、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合啮合误差的2K-H型行星齿轮平移-扭转耦合非线性动力学模型。分析计算了啮合齿对间的相对位移,根据啮合区啮合齿对数不断变化的特点,推导出不同啮合齿对间摩擦力力臂计算公式,考虑了双齿啮合区的齿面摩擦力对齿轮系统振动的影响,推导了系统多间隙,变参数和多自由度的动力学微分方程组。最后运用变步长Gill积分法求解系统多自由度间隙型非线性微分方程组,得到了考虑滑动摩擦力影响时系统的振动响应。 展开更多
关键词 行星齿轮 摩擦力 非线性动力学模型 时变啮合刚度 齿侧间隙
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地震活动性研究中的非线性动力学模型 被引量：36
15
作者 朱元清 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期20-31,共12页
本文利用非线性动力学模型研究了断层带的地震活动特性.断层系由多个耦合非线性单元模拟,每个基本单元由Maxwell体和刚性滑块组成.滑块的运动满足静、动摩擦强度本构关系.理论模拟的地震活动在短时间内是随机的,但当时间尺度足够大时,... 本文利用非线性动力学模型研究了断层带的地震活动特性.断层系由多个耦合非线性单元模拟,每个基本单元由Maxwell体和刚性滑块组成.滑块的运动满足静、动摩擦强度本构关系.理论模拟的地震活动在短时间内是随机的,但当时间尺度足够大时,断层带的总体活动表现出某种规律性.多数实际观测到的地震活动现象均在这些非线性动力学模型中出现. 本文提出转换概率的观点来度量断层间和孕震区间的地震转移.模拟中发现活动地震带中存在条件安全区,这可能对地震预报的实践有重要的意义. 展开更多
关键词 地震 活动性 非线性 动力学 模型
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一个新的非线性迟滞隔振系统动力学模型 被引量：8
16
作者 赵荣国 徐友钜 +3 位作者 陈忠富 胡绍全 黄西成 刘青林 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期185-188,192,共5页
提出了一个新的非线性迟滞隔振系统的动力学模型,并导出了系统动力学模型的实用表达式。该模型由非线性刚度和非线性阻尼构造,迟滞非线性阻尼力被表示为位移的函数,从而使数值计算变得简单易行,试验中的测量工作减少。模型中的各个参数... 提出了一个新的非线性迟滞隔振系统的动力学模型,并导出了系统动力学模型的实用表达式。该模型由非线性刚度和非线性阻尼构造,迟滞非线性阻尼力被表示为位移的函数,从而使数值计算变得简单易行,试验中的测量工作减少。模型中的各个参数物理意义明晰,各阶刚度系数能很好地反映系统中存在的线性和非线性特性,而阻尼函数能很好地反映系统的迟滞和耗能特性,运用阻尼函数还可对隔振系统中可能存在的干摩擦阻尼、粘性阻尼及高阶阻尼等各种阻尼成分进行有效的识别。 展开更多
关键词 非线性迟滞隔振系统 动力学模型 数值计算 阻尼函数 数学模型
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带有齿根裂纹故障的齿轮传动系统非线性动力学模型研究 被引量：10
17
作者 张青锋 唐力伟 +1 位作者 郑海起 杨通强 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期294-298,共5页
在考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、传递误差和质量偏心的情况下,利用集中质量法及牛顿定律建立了齿轮传动系统非线性振动微分方程。通过时变啮合刚度仿真了齿根裂纹故障,进而建立了具有齿根裂纹的非线性动力学故障模型。该模型在计算摩擦... 在考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、传递误差和质量偏心的情况下,利用集中质量法及牛顿定律建立了齿轮传动系统非线性振动微分方程。通过时变啮合刚度仿真了齿根裂纹故障,进而建立了具有齿根裂纹的非线性动力学故障模型。该模型在计算摩擦力时,考虑了载荷在啮合区的动态分配以及利用齿轮副的检验标准与公差值来确定齿轮副的传递误差。模型数值解的结果与故障特征的规律相符,为频谱机理的分析及故障特征的提取提供了有力的理论依据。 展开更多
关键词 非线性动力学 故障诊断 故障模型 齿根裂纹 时变参数
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渤海赤潮藻类生态动力学模型的非线性动力学研究 被引量：18
18
作者 王洪礼 冯剑丰 沈菲 《海洋技术》 北大核心 2002年第3期8-12,共5页
基于渤海典型赤潮藻类——中肋骨条藻 ,考虑浮游动物的捕食、光照及营养物质的作用 ,建立了渤海湾的浮游动物—藻类—营养物质三者的动力学模型。运用现代非线性动力学理论着重分析了模型的稳定性及分岔行为。研究了多个参数对藻类生长... 基于渤海典型赤潮藻类——中肋骨条藻 ,考虑浮游动物的捕食、光照及营养物质的作用 ,建立了渤海湾的浮游动物—藻类—营养物质三者的动力学模型。运用现代非线性动力学理论着重分析了模型的稳定性及分岔行为。研究了多个参数对藻类生长的影响 ,发现某些参数对藻类的生长影响不大 ,而某些参数则会致使藻类模型出现分岔乃至混沌行为 ,并给出了这些参数的阀值 ,这与赤潮的形成 (爆发性增殖 )密切相关 ;并根据渤海湾的赤潮数据进行了有效的数值模拟 。 展开更多
关键词 渤海 赤潮 藻类 生态动力学模型 非线性动力学 稳定性 分岔 混沌 营养物质
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新滩滑坡非线性动力学模型方法研究 被引量：7
19
作者 张英 齐欢 王小平 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2002年第4期33-35,共3页
利用非线性动力学模型方法的动态特性 ,结合实测资料和数值计算 ,构建了滑坡时间预测问题的滑坡非线性灰色预测模型和非线性混沌预测模型 ,通过反演和优化而得出滑坡预测问题的计算的结果。经实例验证 ,效果较好。
关键词 滑坡 非线性 动力学模型
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非线性微分动力学模型的沥青老化行为 被引量：9
20
作者 栗培龙 张争奇 王秉纲 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2009年第4期55-59,共5页
为了研究沥青的老化行为及抗老化性能，将沥青进行旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）和60℃烘箱老化试验，并从不同使用年限的路面回收老化的沥青，采用非线性微分动力学模型对不同老化方式的沥青粘度进行拟合，根据模型参数讨论了沥青在不同... 为了研究沥青的老化行为及抗老化性能，将沥青进行旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）和60℃烘箱老化试验，并从不同使用年限的路面回收老化的沥青，采用非线性微分动力学模型对不同老化方式的沥青粘度进行拟合，根据模型参数讨论了沥青在不同老化条件下的性质变化和老化速率，并分析了老化机理的差异。结果表明，非线性微分模型可以有效地模拟沥青室内和野外老化进程，模型参数L和r可以实现对老化状态和老化速率的量化。不同老化温度下，沥青都有其对应的极限老化状态。RTFOT老化与野外老化的极限老化程度约为60℃烘箱老化的4～5倍，RTFOT老化6h与野外老化6a的老化效果接近，延时的RTFOT老化方法可以模拟实际路面沥青的长期老化。 展开更多
关键词 沥青 老化行为 粘度 非线性动力学模型 极限老化状态 老化速率
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