4-3 近似解析解與數(shù)值仿真解的結(jié)果比較
為了說明柴油機(jī)閃—諧波平衡法的正確性和精度等缀,我們分別用一個(gè)簡(jiǎn)單例子和大撓度彈性聯(lián)軸器系統(tǒng)(4-2)進(jìn)行計(jì)算侄俐,同時(shí)與相應(yīng)的數(shù)值仿真計(jì)算作比較树吏。
例 +3x-3x3+x5-2x7+x9=0.1(-2.03059+3cost) (4-76)
解析解為:
曲線圖如圖4-1所示。從圖中可以看到解析解曲線1和數(shù)字仿真解曲線2重合性較好榨狐,在振幅與相位上誤差都較小暇创。
鋼絲繩彈性聯(lián)軸器系統(tǒng)(4-2)式中的參數(shù)取為:
式中p為激勵(lì)力幅值。
分別計(jì)算了八種振幅下的解析解和對(duì)應(yīng)的數(shù)字仿真咱漱,如圖4-2~4-9所示屈腻。曲線1為解析解停间,曲線2為數(shù)字仿真解。各對(duì)應(yīng)的解析解為:
=1時(shí)姑王,δ=0.81837
從各曲線圖可以看到(1).解析解曲線1與數(shù)字仿真解曲線2的振幅誤差較小叙棚,=1和=2時(shí)兩者的重合性很好。(2).隨著振幅的增大盆战,解析解曲線1和仿真解曲線2在相位上產(chǎn)生微小變化粗排,解析解的相位超前仿真一個(gè)小量,原因是隨著振幅的增大诈火,系統(tǒng)呈現(xiàn)更為強(qiáng)烈的非線性兽赁,而在推導(dǎo)中略去了高次項(xiàng),但還是可以滿足工程的要求冷守。(3)從(4-78)-(4-85)式中的各δ值可知刀崖,在聯(lián)軸器產(chǎn)生主共振的情況下,激振力很小拍摇。
4-4 小結(jié)
本章針對(duì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)求解問題蒲跨,作了以下工作并得結(jié)論:
1.在研究前人求解非線性系統(tǒng)響應(yīng)的基礎(chǔ)上,針對(duì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)求解的買際需要授翻,分析了方法的優(yōu)點(diǎn)和不足,提出一種新方法—頻閃—諧波平衡法孙咪,用于求解一類強(qiáng)非線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的近似解析解堪唐。
2.頻閃—諧波平衡法的優(yōu)點(diǎn)是:從有關(guān)公式可以一目了然知道系統(tǒng)的基本參數(shù)對(duì)系統(tǒng)特性的影響,如由(4-16)式可以知道系統(tǒng)的固有頻率p是動(dòng)剛度翎蹈、振幅淮菠、系統(tǒng)質(zhì)量的函數(shù),改變這些基本參數(shù)荤堪,可以改變系統(tǒng)特性合陵,因此用這一方法對(duì)具有強(qiáng)非線性特性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)是十分有利的。
3.利用頻閃—諧波平衡法办适,以鋼絲繩聯(lián)軸器為例玉唉,求出了這類強(qiáng)非線性系統(tǒng)主共振解和次諧共振存在的條件,為避免共振提供了理論依據(jù)点溶。
4.用頻閃—諧波平衡法和數(shù)字仿真比較表明婚拭,求得的共振解在定性方面是正確的,在定量方面精度可以滿足工程要求比端。
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