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摩擦存在于各种机械和工程结构之中,由摩擦引起的稳态误差、极限环等现象已严重影响到系统的正常工作。因此合理地解决机械及工程结构中由于摩擦引起的非线性振动及其稳定性等问题,已成为当前该领域研究的难点问题之一。本文主要工作如下:
从摩擦的物理特性出发阐述了摩擦的静、动态特性,分析了由于摩擦引起的爬行现象,讨论了相关因素对爬行的影响。
在考虑摩擦因素的情况下,对机械系统稳态滑动的稳定性问题进行了分析。建立了含滑动摩擦的三自由度皮带传动系统的数学模型,从Lagrange方程出发,导出了非线性运动微分方程,应用非线性动力学方程的线性化及线性稳定性定理,分析三自由度皮带传动系统稳态滑动的稳定性。首先基于库仑摩擦法则,讨论三自度皮带传动系统稳态滑动的稳定性问题;在此基础上基于速度相关摩擦法则,分析了三自由度皮带传动系统稳态滑动的稳定性,并考虑了摩擦力特性的改变对系统稳定性的影响。其次在考虑LuGre摩擦法则的情况下,对三自由度皮带传动系统稳态滑动的稳定性进行了分析,主要讨论了LuGre类型摩擦的率相关效应对系统稳定性的影响。通过对三自由度皮带传动系统简化模型的计算分析,得到了可供工程参考的有用结论。