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基于Newmark-β法的非接触式机械密封轴向振动研究
2024年
振动对非接触式机械密封性能有着重要影响,如导致碰撞和泄漏。构建包括静环-液膜-动环-弹性元件的密封系统模型,探讨自由衰减振动、自激振动和地震极端振动3种激励下,密封系统静环、动环和弹性元件的位移以及密封系统泄漏和碰撞的情况。研究表明:在不受外界激励的情况下,在自由衰减振动下密封系统轴向稳定性和密封性能良好;密封系统在受到简谐振动激振力形式的自激振动干扰后,系统位移量明显增大,会显著影响密封性能;叠加一定地震烈度的随机平稳地震动影响下,弹性元件位移量大幅增加,密封失效。振动对非接触式机械密封性能的影响显著,应确保密封端面间液膜厚度稳定且足够小,以维持密封系统的长周期运转。
金赛赛孙见君马晨波
关键词：非接触式机械密封泄漏率
基于Adams离散和Newmark-β法求解分数阶van der Pol系统
2022年
文章着重研究了含分数阶微分算子的van der Pol方程的数值解法。首先,基于Adams离散提出了一种针对Caputo分数阶导数的离散格式;然后,进一步基于Newmark-β法构造了完整的逐步迭代格式;最后,通过Newton-Raphson迭代求得了非线性系统的响应。在算例分析部分,讨论了分数阶次为0<α<1和1<α<2的van der Pol系统的数值响应。当α→1和α→2时,将所提算法和四阶Runge-Kutta法进行了对比。结果表明,所提数值方法对整数阶微分系统也同样适用。
姜宏杰刘祚秋吕中荣刘广
关键词：分数阶导数NEWMARK-Β法数值解
基于改进的Newmark-β法重载列车车钩纵向力仿真研究被引量：4
2021年
重载列车运行过程中过大的车钩纵向力一直是制约重载列车发展的瓶颈,空气制动不同步是产生列车纵向冲动的根源,导致车体挤压车钩形成车钩力。传统的经过制动特性试验采集车钩力的方法耗时耗力,为了经济地获取重载列车在不同线路上运行时车钩力的大小,将Newmark-β法应用于重载列车车钩纵向力的仿真分析中。由于列车纵向动力学方程是非常复杂的非线性方程,传统方法为了保证计算精度而采用大量迭代运算,耗时长效率低。基于增量思想改进Newmark-β法,通过引入预测解直接对非线性方程进行处理,然后对预测解进行校正,最终得到收敛的近似解。算例结果表明,改进算法在保证了计算精度的同时计算效率更高,更适用于长大编组重载列车车钩纵向力的仿真计算和分析。
武承龙董昱
关键词：重载列车NEWMARK-Β法车钩缓冲器纵向力
基于Newmark-β法的非线性体系动载荷识别被引量：2
2019年
基于Newmark-β数值仿真方法,对于刚度变化的单自由度非线性体系,采用修正的Newton-Raphson迭代方法最小化由切线刚度代替变化刚度代入的误差,推导出非线性体系在已知外部激励、体系特性下的动力响应迭代求解过程,并反向推导出在已知动力响应、体系特性下动载荷的反求迭代求解过程.通过算例分析验证了应用该修正迭代方法进行非线性体系的载荷识别是可行的,克服了无迭代方法的误差累积缺点.
范玉川黄清云鲁艳赵春雨
关键词：NEWMARK-Β法非线性载荷识别
基于Newmark-β法的Matlab简单程序编写被引量：1
2018年
我们知道,对于结构动力学问题的直接求解往往是比较困难的,而Newmark-β法的出现,很巧妙地将这种困难化解。Newmark-β法是一种时程分析的方法,它将动力学微分方程的求解问题转化为若干个代数方程逐步求解,是一种隐式积分法,可以得到足够精确的解。本文基于Newmark-β法的理论知识,用Matlab对一个简单动力学问题的求解进行编程运算。
李坤明黄菲
关键词：NEWMARK-Β法编程
基于CV Newmark-β法的桥梁风致振动FSI数值模拟被引量：2
2018年
为求解桥梁断面风致振动问题,首先介绍了两类数值微分方程解法,然后以Ansys Fluent为计算平台,通过嵌入自定义函数的方法实现了流线型桥梁断面的流固耦合数值模拟。通过理论推导发现,通过以常规的Newmark-β法嵌入UDF来驱动桥梁断面附近网格做刚体运动建立起的流固耦合计算模型计算得到的位移,与Fluent程序中网格更新的实际位移不一致,因而提出了一种修正速度的Newmark-β法以消除这种误差效应,并且建立了相应的桥梁断面流固耦合计算模型。针对某具体桥梁断面分别采用以常规Newmark-β法和修正速度的Newmark-β法建立的流固耦合计算模型,进行了低风速下和高风速下的桥梁断面风致振动数值模拟。研究表明:断面小振幅运动下不同计算模型获得的位移时程曲线基本吻合,以常规的Newmark-β法计算获得的位移与网格运动的真实位移之间的误差较小,低风速下这种算法与网格真实运动之间的位移不匹配效应产生的误差可以忽略;高风速桥梁断面大振幅颤振下不同计算模型获得的位移时程曲线差距较大,以常规的Newmark-β法建立起的流固耦合计算模型计算获得的位移与网格真实运动之间的位移不一致效应造成的误差不可忽略;低风速和高风速下以修正速度的Newmark-β法建立起的流固耦合计算模型获得的位移均与程序中网格真实运动位移一致。进行桥梁断面风致振动CFD数值模拟颤振问题时,应尤其注意处理这种位移误差效应,以建立合理的流固耦合计算模型。
常柱刚王林凯夏飞龙
关键词：风致振动数值模拟桥梁颤振
一种基于Newmark-β法的非线性概周期问题改进算法
概周期振动现象出现在大量的非线性动力系统中,概周期问题求解一直以来都是一件较为繁琐的工作。Newmark-β法是求解此类问题的常用方法,一般的Newmark-β法处理步骤是,首先将所求的非线性方程写成增量平衡方程的形式,...
刘广刘济科汪利吕中荣
关键词：非线性NEWMARK-Β法
基于Wilson-θ和Newmark-β法的非线性动力学方程改进算法被引量：12
2017年
Wilson-θ法和Newmark-β法是非线性动力学方程求解的常用方法。它们的一个基本步骤是,将方程改写为增量平衡的形式,在每一个积分步长内用状态参量修正平衡方程的系数矩阵,其本质是在单个步长内对系统的非线性环节进行了线性化处理。本文基于增量思想分别改进了Wilson-θ法和Newmark-β法,根据即时解给出下一步的猜测解,然后对猜测解进行迭代校正,最终得到收敛的近似解。算例表明,改进算法的精度更高,且收敛准则简单。更为重要的是,本文方法无须对非线性项进行线性化处理,因而计算效率更高,适应范围更广。
刘广刘济科陈衍茂
关键词：WILSON-Θ法NEWMARK-Β法非线性动力学方程
基于Newmark-β法的地震作用下顺层岩质边坡可靠度时程分析方法被引量：15
2017年
为了提高传统顺层岩质边坡地震响应的时程分析方法的计算效率,以及在地震作用下边坡动力可靠度评价指标的选取方法中考虑地震随机性的特征,运用Newmark-β法和MATLAB/Simulink工具建立了顺层岩质边坡地震响应的简化计算方法,基于Monte Carlo法进一步给出了安全系数与可靠度时程的计算方法。根据边坡工程技术规范中规定的边坡稳定安全系数最低要求值和实际工程中可接受的边坡最大允许破坏概率,提出了最低安全要求可靠度和最大允许失效可靠度2个新的评价指标,并给出了相应的计算方法。最后,采用2个新的评价指标对地震作用下边坡动力可靠性进行综合评判。结果表明:提出的顺层岩质边坡地震响应简化计算方法合理可行,且具有较高的计算效率和精度;与其他的边坡地震可靠度评价方法相比,该方法采用2个新的评价指标评价地震作用下边坡动力可靠性的方法可靠,其考虑了边坡地震可靠度随机性的特征,且与边坡工程技术规范和实际工程风险相结合,计算结果能更真实地反映地震作用下边坡的安全状况,更具合理性和工程适用性。
陈训龙高荣雄龚文惠李逸彭永浩
关键词：顺层岩质边坡NEWMARK-Β法动力可靠度
一种基于Newmark-β法的非线性概周期问题改进算法
概周期振动现象出现在大量的非线性动力系统中,概周期问题求解一直以来都是一件较为繁琐的工作。Newmark-β法是求解此类问题的常用方法,一般的Newmark-β法处理步骤是,首先将所求的非线性方程写成增量平衡方程的形式,...
刘广； 刘济科； 汪利； 吕中荣；
关键词：非线性NEWMARK-Β法
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