非線性動(dòng)力學(xué)入門(mén)

PERFACE

ABOUT THE AUTHORS

1 FINITE-DIFFERENCE EQUATIONS

2 BOOLEAN NETWORKS AND CELLULAR AUTOMATA

3 SELF-SIMILARITY AND FRACTAL GEOMETRY

4 ONE-DIMENSIONAL DIFFERENTIAL EQUATIONS

5 TWO-DIMENSIONAL DIFFERENTIAL EQUATIONS

6 TIME-SERIES ANALYSIS

APPENDIX A A MULTI-FUCTIONAL APPENDIX

APPENDIX B A NOTE ON COMPUTER

SOLUTIONS TO SELECTED EXERCISES

BIBILIOGRAPHY

INDEX2100433B

非線性動(dòng)力學(xué)入門(mén)內(nèi)容簡(jiǎn)介

The book is about dynamics-the mathematics of how things change in time.The universe around us presents a kaleidoscope of quantities that vary with time, ranging from the extragalactic pulsation of quasars to the fluctuations in sunspot activity on our sun; from the changeing outdoor temperature associated with the four season to the aily temperature gluctuations in our bodies; from the incidence of infectious diseases such as meales to the tumultuous trend of stock prices.

非線性動(dòng)力學(xué)入門(mén)作者簡(jiǎn)介

Daniel Kaplan specializes in the analysis of data using tachniques motivated by nonlinear dynamics. His primary interest is in the interpretation of irregular physiological rhythms, but the methods he has developed have been used in geophysics, economics, marine ecology, and other fields. He joined McGill in 1991,after receiving his Ph.D from Harvard University and working at MIT. His undergraduate studies were completed at Swarthomore College. He has worked with several intrumentation companies to develop novel types of medical monitors.

Leon Glass is one of the pioneers of what has come to be callled chaos theory, specializing in applications to medicine and biology. He has worked in areas as diverse as physical chemistry, visual perception, and cardiology, and is one of the originators of the concept of "dynamical disease."

序

第一部分總報(bào)告

第1章前言

1.1國(guó)外裝備制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

1.2我國(guó)裝備制造業(yè)的現(xiàn)狀

第2章機(jī)械裝備中存在的若干非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

2.1高速軌道交通中的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

2.2大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

2.3航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

2.4大型風(fēng)力機(jī)中的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

2.5高超聲速飛行器中的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

2.6儲(chǔ)液罐中的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

2.7航天飛行器中的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

第3章機(jī)械裝備中的非線性動(dòng)力學(xué)與控制技術(shù)的現(xiàn)狀與分析

3.1主要成就與貢獻(xiàn)

3.2存在的問(wèn)題與發(fā)展方向

3.3提高我國(guó)機(jī)械裝備中非線性動(dòng)力學(xué)與控制技術(shù)的建議與措施

第二部分分報(bào)告

第1章鐵道車(chē)輛動(dòng)力學(xué)與控制調(diào)研報(bào)告

1.1鐵道車(chē)輛系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)

1.1.1軌道模型

1.1.2車(chē)體模型

1.1.3整車(chē)模型

1.1.4小結(jié)與展望

1.2輪軌接觸問(wèn)題

1.2.1輪軌接觸方程的建立

1.2.2蠕滑問(wèn)題

1.2.3磨耗問(wèn)題研究

1.2.4輪軌接觸對(duì)車(chē)輛性能的影響

1.2.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

1.2.6小結(jié)和展望

1.3懸掛系統(tǒng)控制

1.3.1二系懸掛系統(tǒng)

1.3.2傾擺系統(tǒng)

1.3.3一系懸掛系統(tǒng)

1.3.4小節(jié)與展望

1.4發(fā)展趨勢(shì)

參考文獻(xiàn)

第2章大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2.1概述

2.2非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究方法及國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

2.2.1非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究的一般方法

2.2.2非線性油膜力模型

2.2.3動(dòng)壓密封力

2.2.4求解非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的數(shù)值積分方法

2.2.5滾動(dòng)軸承、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、非對(duì)稱轉(zhuǎn)子及油膜失穩(wěn)后的疲勞強(qiáng)度分析

2.2.6大型轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)高維非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的降維求解

2.3轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性

2.3.1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為的機(jī)理研究和實(shí)驗(yàn)研究

2.3.2高速轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)

2.3.3軸系非線性穩(wěn)定性分析方法

2.4非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究中存在的問(wèn)題及展望

2.5國(guó)內(nèi)外燃?xì)廨啓C(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2.5.1國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

2.5.2國(guó)內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

2.5.3燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展目標(biāo)及其重點(diǎn)

參考文獻(xiàn)

第3章航空發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力學(xué)與故障診斷

3.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)失穩(wěn)研究

3.1.1密封流體激振

3.1.2擠壓油膜阻尼器的穩(wěn)定性

3.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)機(jī)械故障動(dòng)力學(xué)研究

3.2.1轉(zhuǎn)靜碰摩故障

3.2.2熱彎曲故障

3.2.3葉片振動(dòng)

3.2.4松動(dòng)故障

3.2.5疲勞裂紋

3.2.6雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)故障

3.2.7滾動(dòng)軸承故障

3.2.8機(jī)動(dòng)飛行的影響及整機(jī)振動(dòng)

3.3航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷

3.3.1故障診斷研究現(xiàn)狀

3.3.2基于非線性動(dòng)力學(xué)的故障診斷原理

3.3.3故障中的信號(hào)降噪方法

3.4結(jié)論

參考文獻(xiàn)

第4章大型風(fēng)電裝備設(shè)計(jì)及運(yùn)行中的動(dòng)力學(xué)與控制

4.1風(fēng)電產(chǎn)業(yè)與我國(guó)的能源安全息息相關(guān)

4.1.1發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)符合國(guó)家的中長(zhǎng)期規(guī)劃

4.1.2風(fēng)電裝備國(guó)產(chǎn)化面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)

4.1.3科學(xué)意義與主要挑戰(zhàn)

4.1.4對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的作用

4.2國(guó)內(nèi)外風(fēng)電裝備的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

4.2.1大型風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)理論

4.2.2復(fù)雜環(huán)境中風(fēng)電裝備的失效機(jī)理與故障診斷方法

4.2.3復(fù)雜工況下機(jī)械系統(tǒng)的可靠性增長(zhǎng)策略

4.2.4風(fēng)力機(jī)組的振動(dòng)控制與消噪技術(shù)

4.3大型風(fēng)電裝備設(shè)計(jì)及運(yùn)行中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題

4.3.1復(fù)雜載荷作用下大型風(fēng)力機(jī)的動(dòng)力學(xué)行為與設(shè)計(jì)原理

4.3.2復(fù)雜環(huán)境中風(fēng)電裝備的狀態(tài)演化與失效機(jī)理

4.3.3復(fù)雜工況條件下機(jī)械系統(tǒng)的可靠性增長(zhǎng)策略

4.3.4葉片及傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)控制

4.4需要解決的主要突破點(diǎn)

參考文獻(xiàn)

第5章高超聲速與變形機(jī)翼技術(shù)綜述

5.1近空間飛行器對(duì)高超聲速和變翼技術(shù)的需求

5.2高超聲速技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀

5.2.1高超聲速定義及特性

5.2.2高超聲速技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展

5.2.3高超聲速再入飛行的飛行力學(xué)問(wèn)題

5.2.4高超聲速推進(jìn)技術(shù)

5.2.5高超聲速技術(shù)的實(shí)驗(yàn)實(shí)施

5.2.6高超聲速關(guān)鍵基礎(chǔ)理論

5.3變形機(jī)翼

5.3.1變形機(jī)翼的仿生思想及應(yīng)用背景

5.3.2變形機(jī)翼發(fā)展史

5.3.3近代幾種典型可變形飛機(jī)介紹

5.3.4變形機(jī)翼關(guān)鍵技術(shù)

5.4高超聲速和變翼技術(shù)的展望

參考文獻(xiàn)

第6章儲(chǔ)液罐動(dòng)力學(xué)與控制

6.1引言

6.2儲(chǔ)液罐類(lèi)液體晃動(dòng)動(dòng)力學(xué)

6.2.1儲(chǔ)液罐類(lèi)液體晃動(dòng)研究的解析方法

6.2.2儲(chǔ)液罐類(lèi)液體大幅晃動(dòng)研究的數(shù)值方法

6.3液體晃動(dòng)等效力學(xué)模型研究

6.4儲(chǔ)液罐多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制研究

6.4.1車(chē)載儲(chǔ)液罐系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究

6.4.2船載儲(chǔ)液罐系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究

6.4.3充液航天器固—液—控耦合動(dòng)力學(xué)研究

6.5未來(lái)研究方向展望

參考文獻(xiàn)

第7章太陽(yáng)帆飛行器軌道控制研究

7.1引言

7.2太陽(yáng)帆飛行器局部最優(yōu)控制

7.2.1局部最優(yōu)控制在星際轉(zhuǎn)移軌道中的應(yīng)用

7.2.2局部最優(yōu)控制在逃逸行星引力場(chǎng)中的應(yīng)用

7.3星際時(shí)間最優(yōu)軌道轉(zhuǎn)移

7.3.1時(shí)間最優(yōu)控制理論

7.3.2求解方法

7.3.3算例

7.4不變流形軌道轉(zhuǎn)移

7.4.1地球到人工拉格朗日點(diǎn)的不變流形轉(zhuǎn)移

7.4.2人工拉格朗日點(diǎn)之間的不變流形轉(zhuǎn)移

7.4.3平衡點(diǎn)與周期軌道之間的轉(zhuǎn)移

參考文獻(xiàn)2100433B

“非線性動(dòng)力學(xué)叢書(shū)”序

前言

第1章緒論

1.1齒輪系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)

1.1.1齒輪系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為的解析研究

1.1.2齒輪系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為的數(shù)值研究

1.1.3齒輪系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究

1.1.4考慮齒面摩擦及故障的齒輪系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)

1.2齒輪系統(tǒng)的故障診斷

1.2.1平穩(wěn)信號(hào)處理技術(shù)

1.2.2現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)

參考文獻(xiàn)

第2章基于增量諧波平衡法的齒輪系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)

2.1引言

2.2第一類(lèi)齒輪模型的非線性動(dòng)力學(xué)

2.2.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程

2.2.2基于增量諧波平衡法的周期解

2.2.3分岔特性及參數(shù)研究

2.3第二類(lèi)齒輪模型的非線性動(dòng)力學(xué)

2.3.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程

2.3.2基于增量諧波平衡法的周期解

2.3.3系統(tǒng)參數(shù)對(duì)周期解類(lèi)型的影響

2.3.4系統(tǒng)參數(shù)對(duì)幅頻曲線的影響

2.4第三類(lèi)齒輪模型的非線性動(dòng)力學(xué)

2.4.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程

2.4.2基于增量諧波平衡法的周期解

2.4.3計(jì)算結(jié)果與分析

參考文獻(xiàn)

附錄一各參數(shù)的物理意義

附錄二一階近似時(shí)Jacobi矩陣和殘余向量的顯式

第3章故障齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

3.1含輕微磨損故障的齒輪動(dòng)力學(xué)

3.1.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程

3.1.2仿真結(jié)果及分析

3.2含裂紋故障的齒輪動(dòng)力學(xué)

3.2.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程

3.2.2仿真結(jié)果及分析

3.3基于ANSYS軟件的故障齒輪特性分析

3.3.1齒輪的三維有限元模型

3.3.2無(wú)故障齒輪的有限元分析

3.3.3含裂紋故障齒輪的有限元分析

參考文獻(xiàn)

第4章分?jǐn)?shù)Fourier變換在齒輪故障診斷中的應(yīng)用

4.1分?jǐn)?shù)Fourier變換的定義、性質(zhì)及快速算法

4.1.1分?jǐn)?shù)Fourier變換的定義

4.1.2分?jǐn)?shù)Fourier變換的性質(zhì)

4.1.3典型信號(hào)的分?jǐn)?shù)Fourier變換

4.1.4離散FrFT及FrFT的快速算法

4.2 FrFT用于信噪分離的思想

4.3基于分?jǐn)?shù)Fourier交換的盲信號(hào)分離新方法

4.3.1基于聯(lián)合對(duì)角化的盲信號(hào)分離技術(shù)的統(tǒng)一框架

4.3.2分?jǐn)?shù)Fourier變換的新性質(zhì)

4.3.3基于分?jǐn)?shù)Fourier變換的盲信號(hào)分離新方法

4.4基于分?jǐn)?shù)Fourier變換的自適應(yīng)信號(hào)降噪新方法

4.4.1新方法的原理

4.4.2數(shù)值算例

參考文獻(xiàn)

第5章分?jǐn)?shù)小波變換在齒輪故障診斷中的應(yīng)用

5.1分?jǐn)?shù)樣條小波變換的定義、性質(zhì)及快速算法

5.1.1小波變換的定義

5.1.2分?jǐn)?shù)樣條小波變換的定義

5.1.3分?jǐn)?shù)小波變換在信號(hào)處理與故障診斷中應(yīng)用的可行性

5.2基于模極大值的分?jǐn)?shù)小波降噪方法及應(yīng)用

5.2.1小波變換檢測(cè)信號(hào)奇異性和信號(hào)重構(gòu)

5.2.2分?jǐn)?shù)小波與傳統(tǒng)小波在檢測(cè)信號(hào)奇異性方面的不同性質(zhì)

5.2.3基于模極大值重構(gòu)的分?jǐn)?shù)小波降噪方法

5.3基于分?jǐn)?shù)小波變換的自適應(yīng)降噪方法及應(yīng)用

5.3.1自適應(yīng)濾波器

5.3.2數(shù)值算例

5.4基于空域相關(guān)特性的分?jǐn)?shù)小波變換新方法

5.4.1基本理論

5.4.2分?jǐn)?shù)B樣條小波空域相關(guān)閾值的設(shè)定

5.4.3數(shù)值仿真信號(hào)分析

參考文獻(xiàn)

第6章基于Gabor變換的故障診斷方法

6.1Gabor變換的基本理論

6.1.1連續(xù)Gabor變換

6.1.2離散Gabor變換

6.1.3Gabor變換的基函數(shù)

6.2Gabor變換的閾值選取方法

6.2.1基于Gabor變換的信號(hào)降噪原理

6.2.2數(shù)值仿真

6.3基于Gabor變換的盲分離新方法

6.3.1基于Gabor變換的盲分離原理

6.3.2數(shù)值仿真

6.3.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

6.4基于Gabor變換的欠定盲分離新方法

6.4.1常見(jiàn)信號(hào)的Gabor譜分布規(guī)律及源信號(hào)數(shù)目估計(jì)

6.4.2基于Gabor逆變換的重構(gòu)升維

6.4.3數(shù)值仿真

6.4.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

6.5Gabor變換的自適應(yīng)消噪方法

6.5.1AMGTD方法

6.5.2AFMGTD方法

6.5.3數(shù)值仿真

6.5.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

參考文獻(xiàn)

第7章基于奇異值分解的信號(hào)降噪方法

7.1奇異值分解的定義和時(shí)間序列分析方法

7.1.1奇異值分解的定義

7.1.2時(shí)間序列的相空間重構(gòu)

7.2改進(jìn)的奇異值降噪方法及在調(diào)制信號(hào)處理中的應(yīng)用

7.2.1常見(jiàn)信號(hào)的奇異值分布特性

7.2.2改進(jìn)的奇異值降噪方法

7.2.3數(shù)值仿真

7.2.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

7.3基于奇異值分解的欠定盲信號(hào)分離方法

7.3.1方法簡(jiǎn)介

7.3.2數(shù)值仿真信號(hào)

7.3.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

參考文獻(xiàn)

索引

“非線性動(dòng)力學(xué)叢書(shū)”已出版書(shū)目

本項(xiàng)目將基于現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論對(duì)索-梁組合結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)開(kāi)展理論。我們將從計(jì)算分析模型、理論分析方法與結(jié)果等方面，通過(guò)研究索、索-梁組合結(jié)構(gòu)在不同簡(jiǎn)化分析計(jì)算方式、復(fù)雜周?chē)h(huán)境與不同材料性能等情況下的非線性動(dòng)力學(xué)特征，對(duì)各種研究對(duì)象的在參數(shù)激勵(lì)與強(qiáng)迫激勵(lì)等情況下的力學(xué)特征、同一模型下不同模態(tài)的模態(tài)相互作用、分叉與混沌的參數(shù)域及其產(chǎn)生機(jī)制、基于非線性動(dòng)力學(xué)的抗震\振等進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，一方面希望通過(guò)研究這些具有工程實(shí)際意義的復(fù)雜力學(xué)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)一些新的力學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律、提出一些新的分析方法和手段，另一方面，我們也希望通過(guò)這些理論和實(shí)驗(yàn)研究，為相關(guān)工程問(wèn)題的解決提出基于現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論的設(shè)計(jì)思想、方法。 2100433B