外文翻譯-雙質(zhì)量管道探測機器人的動力學(xué)基于粘性摩擦的自停機構(gòu)

1、- 8 -畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯 (用外文寫)外文出處：MATHEMATICAL MODELS IN ENGINEERING. DECEMBER 2020, VOLUME 6, ISSUE 4 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評語： 簽名： 2021年4月21日附件1：外文資料翻譯譯文雙質(zhì)量管道探測機器人的動力學(xué)基于粘性摩擦的自停機構(gòu)K. Ragulskis , B. Spruogis , M. Bogdeviius , A. Matuliauskas , V. Mitinas , L. Ragulskis摘要：通過對有兩個自由度的特定類型模型進行研究，提出了管道

2、探測機器人關(guān)于動力學(xué)分析的非線性問題。特定類型的非線性問題的研究內(nèi)容是根據(jù)系統(tǒng)的速度值的不同而提出的，并且對于管道探測機器人有著不同的粘性摩擦值，特定類型的非線性問題有著進一步深化研究。通過對管道探測機器人內(nèi)部系統(tǒng)的各種參數(shù)進行分析研究，利用最佳激勵頻率確定了管道探測機器人的位置。最終將得到的參數(shù)結(jié)果用于管道探測機器人的設(shè)計過程中: 但是由于在實際應(yīng)用中的復(fù)雜情況，為了保證勵磁的有效性，最佳勵磁頻率的選擇對于管道探測機器人的正常工作尤為重要。關(guān)鍵詞:管道探測機器人；諧波激勵；非線性性質(zhì)；圖形關(guān)系1引言文獻1介紹了非線性系統(tǒng)的共振在不同機構(gòu)部分的動力學(xué)中起著重要的作用。文獻2研究了不同類型激勵對

3、系統(tǒng)的影響和動力的影響。文獻3分析了非線性系統(tǒng)的靜態(tài)問題。文獻4調(diào)查了動力系統(tǒng)的影響。文獻5描述了機械系統(tǒng)的周期軌道。文獻6分析了微波能量的影響以及非線性性質(zhì)。文獻7對管壁進行粒子與相互作用的動力學(xué)研究分析。文獻8分析了多體動力系統(tǒng)的頻率問題。文獻9研究了一種具有擺動的機理的特殊類型模型。文獻10分析了關(guān)于的分段線性一個動力系統(tǒng)的模型。文獻11進行非線性振動系統(tǒng)的共振區(qū)的調(diào)查。文獻12分析了非線性動力系統(tǒng)中的Sommerfeld效應(yīng)。文獻13研究了振動系統(tǒng)的孤立共振問題。文獻14描述了機器人在管道內(nèi)行走。文獻15對管道探測機器人建模進行了綜述。文獻16對管道探測機器人開發(fā)和研究進行了敘述。文獻

4、17對管道檢測泄露的機器人進行了分析。文獻18介紹了一種關(guān)于管道探測機器人的設(shè)計方法。文獻19研究了管道檢測機器人的建模與控制調(diào)查。文獻20開發(fā)了管道探測機器人的新的設(shè)計方法。文獻21調(diào)查了各種類型的管道探測機器人。針對一種有著兩個自由度的特定類型的非線性模型，提出了一種用于管道探測機器人動力學(xué)分析的方法。對于特定類型的非線性模型，系統(tǒng)的速度值決定著不同黏性摩擦值的取值大小。然后通過對系統(tǒng)的各種相關(guān)參數(shù)進行研究，利用最佳激勵頻率確定了管道探測機器人的位置。并且將得到的結(jié)果用于管道探測機器人的設(shè)計過程中。本文的主要目的是提出一個關(guān)于管道探測機器人的設(shè)計模型?；谠撛O(shè)計模型對管道探測機器人進行研究

5、，并且建立相應(yīng)數(shù)值的圖形關(guān)系。最后通過相關(guān)數(shù)值的圖形關(guān)系能夠選擇出管道探測機器人的理想?yún)?shù)。2管道探測機器人的現(xiàn)象學(xué)模型管道探測機器人模型的控制方程為: x1+x1x2+x1x2=f0sinv,x2+x2x1+x2x1+1x2,2x2, x20 x20=0, (1)其中x1和x2分別為研究系統(tǒng)中第一自由度無量綱系數(shù)的位移與第二自由度無量綱系數(shù)的位移，為研究系統(tǒng)中的兩者之間相互作用元素的無量綱粘性阻尼系數(shù)，為系統(tǒng)中的無量綱振幅激勵力，為激勵力的無量綱頻率，為無量綱頻率時間變量，為系統(tǒng)的無因次質(zhì)量，1和2為無因次質(zhì)量，其中.表示對無量綱的微分時間。3系統(tǒng)動力學(xué)-計算實驗在本研究中，假設(shè)系統(tǒng)的所選取

6、的參數(shù)值如下:=0.1, f0=1, =0.1, 1=0.2 . (2)對激發(fā)的無因次頻率所選取的三個值分別進行了研究: v=0.9, v=1.1, v=1.3 . (3)以及兩個所選取的無量綱粘性摩擦系數(shù)2:2=0.1, 2=0.2 . (4)研究了穩(wěn)態(tài)運動兩個周期時的狀態(tài)。這使得我們可以直觀地估計數(shù)值達到了穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。3.1系統(tǒng)在= 0.9處的動力學(xué)分析如圖1所示所選取出了2= 0.1時系統(tǒng)動力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無量綱位移作為無量綱時間的函數(shù) b)無因次速度作為無量綱時間的函數(shù)圖1系統(tǒng)動力學(xué)的第一個值為2(第一個自由度用連續(xù)直線和以虛線表示的二次自由度)如圖2所示所選取出了2=2時系統(tǒng)動

7、力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無量綱位移作為無量綱時間的函數(shù) b)無因次速度作為無量綱時間的函數(shù)圖2系統(tǒng)動力學(xué)的第二個值為2(第一個自由度用連續(xù)直線和以虛線表示的二次自由度)3.2系統(tǒng)在= 1.1處的動力學(xué)分析如圖3所示所選取出了2=0.1時系統(tǒng)動力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無量綱位移作為無量綱時間的函數(shù) b)無因次速度作為無量綱時間的函數(shù)圖3系統(tǒng)動力學(xué)的第一個值為2(第一個自由度用連續(xù)直線和以虛線表示的二次自由度)如圖4所示所選取出了2=2時系統(tǒng)動力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無量綱位移作為無量綱時間的函數(shù) b)無因次速度作為無量綱時間的函數(shù)圖4系統(tǒng)動力學(xué)的第二個值為2(第一個自由度用連續(xù)直線和以虛線表示的

8、二次自由度)3.3系統(tǒng)在= 1.3處的動力學(xué)分析如圖5所示所選取出了2=0.1時系統(tǒng)動力學(xué)研究的圖形結(jié)果。如圖6所示所選取出了2=2時系統(tǒng)動力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無量綱位移作為無量綱時間的函數(shù) b)無因次速度作為無量綱時間的函數(shù)圖5系統(tǒng)動力學(xué)的第一個值為2(第一個自由度用連續(xù)直線和以虛線表示的二次自由度)a)無量綱位移作為無量綱時間的函數(shù) b)無因次速度作為無量綱時間的函數(shù)圖6系統(tǒng)動力學(xué)的第二個值為2(第一個自由度用連續(xù)直線和以虛線表示的二次自由度)從上述所提供的圖形結(jié)果可以看出，對于第一個無維度值的管道探測機器人的無量綱粘性摩擦系數(shù)的運動方向為負方向，對于第二個無維度值的管道探測機器人的無

9、量綱粘性摩擦系數(shù)的運動方向為正方向。然后從給出的結(jié)果可以看出在穩(wěn)定狀態(tài)下，速度是具有周期性的。最后從所得到的圖解關(guān)系中可以觀察到結(jié)果與頻率是呈相關(guān)性的。4無量綱平均速度與粘性摩擦關(guān)系的研究在本研究中，假設(shè)系統(tǒng)的所選取出的參數(shù)值如下:1=0.1, =0.1, f0=1, =5 . (5)對激發(fā)的無因次頻率的所選取出的四個值進行了研究:v=1, v=1.1, v=1.4, v=1.6 . (6)無量綱粘性摩擦系數(shù)2的區(qū)間:20.1,20 (7)無量綱平均速度作為粘性摩擦的函數(shù)如圖7所示。下圖所顯示的圖形關(guān)系可以確定無維度值和粘性摩擦系數(shù)，可以用于管道探測機器人模型的動力學(xué)研究。圖7粘性摩擦函數(shù)系統(tǒng)

10、的無量綱平均速度5最優(yōu)無量綱激勵頻率的確定在本研究中，假設(shè)系統(tǒng)所選取出的參數(shù)值如下:=0.1, f0=1, =5, 1=0.1 , 2=20 . (8)假設(shè)激勵的無因次頻率在區(qū)間內(nèi):v=1,1.6. (9)無量綱平均速度作為激勵無量綱頻率的函數(shù)如圖8所示。圖8 系統(tǒng)的無量綱平均速度作為激發(fā)無量綱頻率的函數(shù)從圖7可以看出， 1=0.1 , 2=20是根據(jù)所選取的參數(shù)值而得到的結(jié)果。無量綱粘性摩擦系數(shù)2的達到最大值時，自停止行為機制開始觸發(fā)。最后從所得出的圖形關(guān)系確定了最優(yōu)的無量綱頻率對應(yīng)于系統(tǒng)最大無因次平均速度的激勵: 因此對于一個管道探測機器人而言，為了保證管道探測機器人的有效運行，勵磁頻率的

11、選擇尤為重要。6結(jié)論本文提出了有著兩個自由度并包含著特定類型的一種模型方法論，同時提出了管道探測機器人動力學(xué)分析的非線性問題。通過數(shù)值調(diào)查研究給出了系統(tǒng)中的所需的各種參數(shù)，并得出了它們之間的圖形關(guān)系，從而能夠確定合適的管道探測機器人參數(shù)。此外，研究中通過選出了無因次平均速度作為函數(shù)粘性摩擦的圖形關(guān)系，可以確定無因次粘性摩擦的值并且用于管道探測機器人模型中的動力學(xué)研究。最后，研究給出了系統(tǒng)的無因次平均速度的圖形關(guān)系和無量綱激勵頻率函數(shù)，這兩個條件共同決定了最優(yōu)無量綱激勵的激勵頻率所對應(yīng)最大無因次平均速度的調(diào)查系統(tǒng)。由此確定了管道探測機器人的最優(yōu)激勵頻率。最終得到結(jié)果可以用于管道探測機器人的設(shè)計過

12、程中。但在實際應(yīng)用中為了保證勵磁的有效性，在管道探測機器人工作方面，勵磁頻率的選擇對于管道探測機器人的運行尤為重要。References1 Wedig W. V. New resonances and velocity jumps in nonlinear road-vehicle dynamics. Procedia IUTAM, Vol. 19, 2016, p. 209-218.2 Li T., Gourc E., Seguy S., Berlioz A. Dynamics of two vibro-impact nonlinear energy sinks in parallel un

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