外文翻譯-雙質(zhì)量管道探測(cè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)基于粘性摩擦的自停機(jī)構(gòu)

1、- 8 -畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯 (用外文寫(xiě))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(píng)語(yǔ)： 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(cè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)基于粘性摩擦的自停機(jī)構(gòu)K. Ragulskis , B. Spruogis , M. Bogdeviius , A. Matuliauskas , V. Mitinas , L. Ragulskis摘要：通過(guò)對(duì)有兩個(gè)自由度的特定類型模型進(jìn)行研究，提出了管道

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

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

4、17對(duì)管道檢測(cè)泄露的機(jī)器人進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)18介紹了一種關(guān)于管道探測(cè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)19研究了管道檢測(cè)機(jī)器人的建模與控制調(diào)查。文獻(xiàn)20開(kāi)發(fā)了管道探測(cè)機(jī)器人的新的設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)21調(diào)查了各種類型的管道探測(cè)機(jī)器人。針對(duì)一種有著兩個(gè)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(cè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析的方法。對(duì)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(guò)對(duì)系統(tǒng)的各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行研究，利用最佳激勵(lì)頻率確定了管道探測(cè)機(jī)器人的位置。并且將得到的結(jié)果用于管道探測(cè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)程中。本文的主要目的是提出一個(gè)關(guān)于管道探測(cè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)模型?；谠撛O(shè)計(jì)模型對(duì)管道探測(cè)機(jī)器人進(jìn)行研究

5、，并且建立相應(yīng)數(shù)值的圖形關(guān)系。最后通過(guò)相關(guān)數(shù)值的圖形關(guān)系能夠選擇出管道探測(cè)機(jī)器人的理想?yún)?shù)。2管道探測(cè)機(jī)器人的現(xiàn)象學(xué)模型管道探測(cè)機(jī)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(wú)量綱系數(shù)的位移與第二自由度無(wú)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(wú)量綱粘性阻尼系數(shù)，為系統(tǒng)中的無(wú)量綱振幅激勵(lì)力，為激勵(lì)力的無(wú)量綱頻率，為無(wú)量綱頻率時(shí)間變量，為系統(tǒng)的無(wú)因次質(zhì)量，1和2為無(wú)因次質(zhì)量，其中.表示對(duì)無(wú)量綱的微分時(shí)間。3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)-計(jì)算實(shí)驗(yàn)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(duì)激發(fā)的無(wú)因次頻率所選取的三個(gè)值分別進(jìn)行了研究: v=0.9, v=1.1, v=1.3 . (3)以及兩個(gè)所選取的無(wú)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(yùn)動(dòng)兩個(gè)周期時(shí)的狀態(tài)。這使得我們可以直觀地估計(jì)數(shù)值達(dá)到了穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。3.1系統(tǒng)在= 0.9處的動(dòng)力學(xué)分析如圖1所示所選取出了2= 0.1時(shí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無(wú)量綱位移作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù) b)無(wú)因次速度作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù)圖1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第一個(gè)值為2(第一個(gè)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(shí)系統(tǒng)動(dòng)

7、力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無(wú)量綱位移作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù) b)無(wú)因次速度作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù)圖2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第二個(gè)值為2(第一個(gè)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(dòng)力學(xué)分析如圖3所示所選取出了2=0.1時(shí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無(wú)量綱位移作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù) b)無(wú)因次速度作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù)圖3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第一個(gè)值為2(第一個(gè)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(shí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無(wú)量綱位移作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù) b)無(wú)因次速度作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù)圖4系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第二個(gè)值為2(第一個(gè)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(dòng)力學(xué)分析如圖5所示所選取出了2=0.1時(shí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的圖形結(jié)果。如圖6所示所選取出了2=2時(shí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的圖形結(jié)果。a)無(wú)量綱位移作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù) b)無(wú)因次速度作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù)圖5系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第一個(gè)值為2(第一個(gè)自由度用連續(xù)直線和以虛線表示的二次自由度)a)無(wú)量綱位移作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù) b)無(wú)因次速度作為無(wú)量綱時(shí)間的函數(shù)圖6系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第二個(gè)值為2(第一個(gè)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(duì)于第一個(gè)無(wú)維度值的管道探測(cè)機(jī)器人的無(wú)量綱粘性摩擦系數(shù)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向，對(duì)于第二個(gè)無(wú)維度值的管道探測(cè)機(jī)器人的無(wú)

9、量綱粘性摩擦系數(shù)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?。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(wú)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(duì)激發(fā)的無(wú)因次頻率的所選取出的四個(gè)值進(jìn)行了研究:v=1, v=1.1, v=1.4, v=1.6 . (6)無(wú)量綱粘性摩擦系數(shù)2的區(qū)間:20.1,20 (7)無(wú)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(wú)維度值和粘性摩擦系數(shù)，可以用于管道探測(cè)機(jī)器人模型的動(dòng)力學(xué)研究。圖7粘性摩擦函數(shù)系統(tǒng)

10、的無(wú)量綱平均速度5最優(yōu)無(wú)量綱激勵(lì)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(lì)的無(wú)因次頻率在區(qū)間內(nèi):v=1,1.6. (9)無(wú)量綱平均速度作為激勵(lì)無(wú)量綱頻率的函數(shù)如圖8所示。圖8 系統(tǒng)的無(wú)量綱平均速度作為激發(fā)無(wú)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(wú)量綱粘性摩擦系數(shù)2的達(dá)到最大值時(shí)，自停止行為機(jī)制開(kāi)始觸發(fā)。最后從所得出的圖形關(guān)系確定了最優(yōu)的無(wú)量綱頻率對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)最大無(wú)因次平均速度的激勵(lì): 因此對(duì)于一個(gè)管道探測(cè)機(jī)器人而言，為了保證管道探測(cè)機(jī)器人的有效運(yùn)行，勵(lì)磁頻率的

11、選擇尤為重要。6結(jié)論本文提出了有著兩個(gè)自由度并包含著特定類型的一種模型方法論，同時(shí)提出了管道探測(cè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析的非線性問(wèn)題。通過(guò)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(cè)機(jī)器人參數(shù)。此外，研究中通過(guò)選出了無(wú)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(wú)因次粘性摩擦的值并且用于管道探測(cè)機(jī)器人模型中的動(dòng)力學(xué)研究。最后，研究給出了系統(tǒng)的無(wú)因次平均速度的圖形關(guān)系和無(wú)量綱激勵(lì)頻率函數(shù)，這兩個(gè)條件共同決定了最優(yōu)無(wú)量綱激勵(lì)的激勵(lì)頻率所對(duì)應(yīng)最大無(wú)因次平均速度的調(diào)查系統(tǒng)。由此確定了管道探測(cè)機(jī)器人的最優(yōu)激勵(lì)頻率。最終得到結(jié)果可以用于管道探測(cè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)

12、程中。但在實(shí)際應(yīng)用中為了保證勵(lì)磁的有效性，在管道探測(cè)機(jī)器人工作方面，勵(lì)磁頻率的選擇對(duì)于管道探測(cè)機(jī)器人的運(yùn)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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