外文翻译-双质量管道探测机器人的动力学基于粘性摩擦的自停机构

1、- 8 -毕业设计(论文)外文资料翻译 (用外文写)外文出处：MATHEMATICAL MODELS IN ENGINEERING. DECEMBER 2020, VOLUME 6, ISSUE 4 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语： 签名： 2021年4月21日附件1：外文资料翻译译文双质量管道探测机器人的动力学基于粘性摩擦的自停机构K. Ragulskis , B. Spruogis , M. Bogdeviius , A. Matuliauskas , V. Mitinas , L. Ragulskis摘要：通过对有两个自由度的特定类型模型进行研究，提出了管道

2、探测机器人关于动力学分析的非线性问题。特定类型的非线性问题的研究内容是根据系统的速度值的不同而提出的，并且对于管道探测机器人有着不同的粘性摩擦值，特定类型的非线性问题有着进一步深化研究。通过对管道探测机器人内部系统的各种参数进行分析研究，利用最佳激励频率确定了管道探测机器人的位置。最终将得到的参数结果用于管道探测机器人的设计过程中: 但是由于在实际应用中的复杂情况，为了保证励磁的有效性，最佳励磁频率的选择对于管道探测机器人的正常工作尤为重要。关键词:管道探测机器人；谐波激励；非线性性质；图形关系1引言文献1介绍了非线性系统的共振在不同机构部分的动力学中起着重要的作用。文献2研究了不同类型激励对

3、系统的影响和动力的影响。文献3分析了非线性系统的静态问题。文献4调查了动力系统的影响。文献5描述了机械系统的周期轨道。文献6分析了微波能量的影响以及非线性性质。文献7对管壁进行粒子与相互作用的动力学研究分析。文献8分析了多体动力系统的频率问题。文献9研究了一种具有摆动的机理的特殊类型模型。文献10分析了关于的分段线性一个动力系统的模型。文献11进行非线性振动系统的共振区的调查。文献12分析了非线性动力系统中的Sommerfeld效应。文献13研究了振动系统的孤立共振问题。文献14描述了机器人在管道内行走。文献15对管道探测机器人建模进行了综述。文献16对管道探测机器人开发和研究进行了叙述。文献

4、17对管道检测泄露的机器人进行了分析。文献18介绍了一种关于管道探测机器人的设计方法。文献19研究了管道检测机器人的建模与控制调查。文献20开发了管道探测机器人的新的设计方法。文献21调查了各种类型的管道探测机器人。针对一种有着两个自由度的特定类型的非线性模型，提出了一种用于管道探测机器人动力学分析的方法。对于特定类型的非线性模型，系统的速度值决定着不同黏性摩擦值的取值大小。然后通过对系统的各种相关参数进行研究，利用最佳激励频率确定了管道探测机器人的位置。并且将得到的结果用于管道探测机器人的设计过程中。本文的主要目的是提出一个关于管道探测机器人的设计模型。基于该设计模型对管道探测机器人进行研究

5、，并且建立相应数值的图形关系。最后通过相关数值的图形关系能够选择出管道探测机器人的理想参数。2管道探测机器人的现象学模型管道探测机器人模型的控制方程为: x1+x1x2+x1x2=f0sinv,x2+x2x1+x2x1+1x2,2x2, x20 x20=0, (1)其中x1和x2分别为研究系统中第一自由度无量纲系数的位移与第二自由度无量纲系数的位移，为研究系统中的两者之间相互作用元素的无量纲粘性阻尼系数，为系统中的无量纲振幅激励力，为激励力的无量纲频率，为无量纲频率时间变量，为系统的无因次质量，1和2为无因次质量，其中.表示对无量纲的微分时间。3系统动力学-计算实验在本研究中，假设系统的所选取

6、的参数值如下:=0.1, f0=1, =0.1, 1=0.2 . (2)对激发的无因次频率所选取的三个值分别进行了研究: v=0.9, v=1.1, v=1.3 . (3)以及两个所选取的无量纲粘性摩擦系数2:2=0.1, 2=0.2 . (4)研究了稳态运动两个周期时的状态。这使得我们可以直观地估计数值达到了稳态状态。3.1系统在= 0.9处的动力学分析如图1所示所选取出了2= 0.1时系统动力学研究的图形结果。a)无量纲位移作为无量纲时间的函数 b)无因次速度作为无量纲时间的函数图1系统动力学的第一个值为2(第一个自由度用连续直线和以虚线表示的二次自由度)如图2所示所选取出了2=2时系统动

7、力学研究的图形结果。a)无量纲位移作为无量纲时间的函数 b)无因次速度作为无量纲时间的函数图2系统动力学的第二个值为2(第一个自由度用连续直线和以虚线表示的二次自由度)3.2系统在= 1.1处的动力学分析如图3所示所选取出了2=0.1时系统动力学研究的图形结果。a)无量纲位移作为无量纲时间的函数 b)无因次速度作为无量纲时间的函数图3系统动力学的第一个值为2(第一个自由度用连续直线和以虚线表示的二次自由度)如图4所示所选取出了2=2时系统动力学研究的图形结果。a)无量纲位移作为无量纲时间的函数 b)无因次速度作为无量纲时间的函数图4系统动力学的第二个值为2(第一个自由度用连续直线和以虚线表示的

8、二次自由度)3.3系统在= 1.3处的动力学分析如图5所示所选取出了2=0.1时系统动力学研究的图形结果。如图6所示所选取出了2=2时系统动力学研究的图形结果。a)无量纲位移作为无量纲时间的函数 b)无因次速度作为无量纲时间的函数图5系统动力学的第一个值为2(第一个自由度用连续直线和以虚线表示的二次自由度)a)无量纲位移作为无量纲时间的函数 b)无因次速度作为无量纲时间的函数图6系统动力学的第二个值为2(第一个自由度用连续直线和以虚线表示的二次自由度)从上述所提供的图形结果可以看出，对于第一个无维度值的管道探测机器人的无量纲粘性摩擦系数的运动方向为负方向，对于第二个无维度值的管道探测机器人的无

9、量纲粘性摩擦系数的运动方向为正方向。然后从给出的结果可以看出在稳定状态下，速度是具有周期性的。最后从所得到的图解关系中可以观察到结果与频率是呈相关性的。4无量纲平均速度与粘性摩擦关系的研究在本研究中，假设系统的所选取出的参数值如下:1=0.1, =0.1, f0=1, =5 . (5)对激发的无因次频率的所选取出的四个值进行了研究:v=1, v=1.1, v=1.4, v=1.6 . (6)无量纲粘性摩擦系数2的区间:20.1,20 (7)无量纲平均速度作为粘性摩擦的函数如图7所示。下图所显示的图形关系可以确定无维度值和粘性摩擦系数，可以用于管道探测机器人模型的动力学研究。图7粘性摩擦函数系统

10、的无量纲平均速度5最优无量纲激励频率的确定在本研究中，假设系统所选取出的参数值如下:=0.1, f0=1, =5, 1=0.1 , 2=20 . (8)假设激励的无因次频率在区间内:v=1,1.6. (9)无量纲平均速度作为激励无量纲频率的函数如图8所示。图8 系统的无量纲平均速度作为激发无量纲频率的函数从图7可以看出， 1=0.1 , 2=20是根据所选取的参数值而得到的结果。无量纲粘性摩擦系数2的达到最大值时，自停止行为机制开始触发。最后从所得出的图形关系确定了最优的无量纲频率对应于系统最大无因次平均速度的激励: 因此对于一个管道探测机器人而言，为了保证管道探测机器人的有效运行，励磁频率的

11、选择尤为重要。6结论本文提出了有着两个自由度并包含着特定类型的一种模型方法论，同时提出了管道探测机器人动力学分析的非线性问题。通过数值调查研究给出了系统中的所需的各种参数，并得出了它们之间的图形关系，从而能够确定合适的管道探测机器人参数。此外，研究中通过选出了无因次平均速度作为函数粘性摩擦的图形关系，可以确定无因次粘性摩擦的值并且用于管道探测机器人模型中的动力学研究。最后，研究给出了系统的无因次平均速度的图形关系和无量纲激励频率函数，这两个条件共同决定了最优无量纲激励的激励频率所对应最大无因次平均速度的调查系统。由此确定了管道探测机器人的最优激励频率。最终得到结果可以用于管道探测机器人的设计过

12、程中。但在实际应用中为了保证励磁的有效性，在管道探测机器人工作方面，励磁频率的选择对于管道探测机器人的运行尤为重要。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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