跳跃现象

跳跃现象是每指微小变化引起角振幅突增或突减。

1 由于转换之后的正弦图像和余弦图像不存在相位跳跃的影响,就可以采用传统的滤波方法,在此分别对正弦图像和余弦图像进行均值滤波:T1(i,j)CJFD2004。

2在激励比较强烈而系统的阻尼又很小的情况下,主共振的幅频特性的曲线有反向弯曲。由于反向弯曲的虚线部分不可能实现,所以当激振频率pCJFD2001。

3 绕非平凡定常解支附近进行的混沌运动由于条件的变化而导致“访问”平凡或其它的非平凡定常解支,从而使系统整体围绕五解支进行运动。

4(2)当带速低于临界速度时,响应幅值为单值。而当带速超过临界速度时,在同一个带速下有三个响应幅值。即存在跳跃现象。

在实际工程中，很多结构由于自身原因或外界因素的影响，当结构参数发生微小的变化时，就可能引起结构的部分模态信息出现急剧变化，即产生模态跳跃现象，这种现象最早是美国国家航天局(NASA)的专家在弹性薄板构件的瞬态屈曲试验过程中发现的，随后一些学者做了后续的研究。近年来，这种现象在力学、土木工程和航空航天等领域逐渐得到关注，而研究对象也由柔性板等简单构件逐渐向更复杂结构转变，同时在密、重频系统的研究过程中，很多研究人员发现频率密集极可能会引起模态跳跃现象的发生，但这种现象会对结构产生何种影响，相关研究较少。

为了使用模态分析法来求解结构的精确响应，必须获得其固有频率及模态信息，这样解耦的模态方程才可以很容易地进行积分。模态分析法非常适用于结构动力学问题的求解，例如在地震载荷的作用下，只需要利用结构的几个低阶模态，就可以近似得到具有较好精度的结构动力响应结果，况且由于高阶模态通常对系统的实际响应影响有限，同时有限元法得到的高阶模态又与实际相差很大，因此，从这个意义上讲，求解高阶模态的意义不大，但低阶模态是必需的。从上述分析可以看出模态是计算响应的基础，模态跳跃现象会对结构的动力响应产生影响。

随着静力条件下的结构优化设计理论的日益成熟及工程设计要求的逐步提高，结构动力学优化设日受到越来越多的关注，结构动力学优化包括结构动力学特性优化和动态响应优化2类，相比而言，由于结构动力响应的控制属于多目标、多约束优化的数学模型，因而更为复杂、难度更大。张淼结合一个二自由度阻尼系统的算例，分析模态的跳跃现象对振动响应的影响，并提出一种新的结构优化设计的方法。即首先分析固有频率随设计参数变化而产生变化的规律，然后研究当固有频率为密集或重复状态时，相应系统的模态随之发生跳跃变化的规律，最后利用稳态响应来对比和分析这些系统的振动特性，从而揭示模态发生跳跃时系统响应的变化规律。这样就可以实现通过讨论结构动力响应与设计参数之间的关系，来确定在某种动力响应要求下的设计参数的最优值，从而获得最优的设计方案。

自然界和工程中存在这样一种振动，它接受外界的能量补充，但能源是恒定的，而不是周期变化的。系统以自己的运动状态作为调节器，以控制能量的输入。这类系统能自主地从定常的能源汲取能量，调节器的作用使输入的能量具有交变性。当输入能量与耗散能量达到平衡时，系统即可维持等幅振动，称为自激振动。一个自激振动系统由能源、反馈调节系统和振动系统组成。只有当在一个振动周期内从能源通过反馈调节系统输入到系统中的能量等于系统所消耗的能量，系统才能产生自激振动。车辆在高滑转率下行驶时，动力传动系中常会产生强烈的自激振动，其牵引性能变得很不稳定，同时伴有强烈的整车垂直振动，这就是所谓的“跳跃现象”。跳跃现象的危害很大，它对车辆动力传动系零部件的寿命、车辆的行驶平顺性和安全性等都带来不良影响。因此，有必要探讨跳跃现象的产生机理，找出其影响因素和影响规律，合理确定车辆结构参数，消除跳跃现象，减小对传动系零部件的损坏，提高车辆的安全性，充分发挥发动机的动力特性，为实现车辆动态优化设计、提高其强度和可靠性提供理论依据。

对于车辆跳跃现象的成因，主要有2种解释：跳跃现象是由于轮胎花纹接地中心的周期性变化这种外界激励造成的。这一观点是值得斟酌的。首先，如果跳跃现象是由于这一原因造成的，则其振动频率应随平均滑转率的变化而有较大的变化;而在实际实验中，对同一车辆而言，无论平均滑转率怎样变化，只要它大于临界滑转率(指最大附着重量利用系数所对应的滑转率，下同)，车轮在同一路面上所产生的振动频率基本一致;其次，当汽车装有光滑轮胎时，上述现象仍会产生，该观点无法解释这种现象。②当滑转率超过一定值时，地面附着系数随滑转率的增大而下降的特性使车辆动力传动系发生自激振动，从而造成上述跳跃现象。