对称间隙单自由度振动系统的等效电路仿真和实验

发布时间：2019-07-14 19:21

【摘要】：针对对称间隙单自由度振动系统,为了解决仿真速度慢、实验设计难度大的问题,设计了一种在数学模型上完全等效的电子电路,该电路仅使用了运放、电阻和电容等简单的电子器件。通过Multi Sim12.0软件进行仿真,结果和数值计算完全吻合。在仿真的基础上,通过对非线性模块的设计,搭建了硬件PCB电路,应用信号发生器和示波器进行了实验,进一步验证了应用等效电子电路进行非线性振动实验的合理性和正确性,并且具有数值仿真无可比拟的高速运算和动态参数调整的优良特性,为非线性系统的仿真和实验提供了一种参考。
文内图片：
图片说明： 率动态调整的特性，实验表明，应用等效模拟电子电路进行非线性系统的仿真实验具有正确性、高速性和动态调整的优点。1物理模型和数学模型典型的单自由度对称间隙碰撞模型如图1所示。质量为M的振子通过刚度系数为K0的线性弹簧和阻尼系数为C的线性阻尼器相连接，振子在简谐激振力的作用下沿着无摩擦的水平面运动。设线性弹簧在完全释放状态时，简谐激振力为零点，以零点建立向右的一维坐标系统，在距离零点位置为B的左右两边各有一个刚度系数为K1的线性弹簧。在激振力的作用下，振子M在运动位移小于间隙B时做简谐振动，当大于或等于B时，将会和K1作用，相互碰撞［6－7］。图1单自由度间隙碰撞模型Fig．1Singledegreeoffreedomcollisionmodelwithgap1．1数学模型图1所示对称间隙单自由度振动系统为典型的非线性振动系统，主要含有分段线性弹性力F(X)，其数学模型为Md2XdT2+CdXdT+F(X)=Psin(ΩT+τ)(1)非线性部分，即分段线性弹性力为F(X)=K0X+K1X－0．5K1(X+B－X－B)取无量纲化参数为μk=K1K0，，ζ=C2K0i酠，x=K0XP，ω=ΩMKi

本文编号：2514460