非线性阻尼扭摆振动模型在转动惯量精确测量中的应用

"非线性阻尼扭摆振动模型及在转动惯量测量中应用 (2014年)，作者：林洪文，马强，唐文彦，王军，张晓琳，发表于《振动与冲击》杂志第33卷第10期，2014年。该论文探讨了如何通过建立非线性数学模型来改进大尺寸板状物体转动惯量测量的精度。" 在传统的扭摆振动模型中，测量大尺寸板状物体的转动惯量时往往存在误差。这篇论文提出了一种新的方法，即构建非线性阻尼扭摆振动模型，以减少这些误差。扭摆振动是一种常见的物理现象，通常用于测量物体的转动惯量，它涉及到物体绕一轴旋转时的惯性。然而，在处理大尺寸或复杂形状物体时，由于各种因素（如空气阻力、摩擦力等）的影响，传统的线性模型可能无法准确反映实际的振动行为。 作者们首先建立了扭摆振动的一般形式的非线性数学模型，这个模型考虑了更多的现实世界因素，比如非线性的阻尼效应。接着，他们利用弱非线性条件下的平均值方法对非线性模型进行线性化处理，得到了更接近实际情况的扭摆振动线性化方程。这种方法允许他们在一定程度上忽略某些非线性项，同时保持模型的精确性。 通过这种线性化处理，论文导出了一个新的转动惯量的数学表达式。这一表达式可以更精确地计算出物体的转动惯量，从而提高了测量的重复性和精度。实验结果显示，采用新模型计算的转动惯量结果相比传统方法，其误差显著降低，这对于需要高精度转动惯量测量的工程应用具有重要意义，例如航天器设计、机械结构分析等领域。 关键词涉及扭摆振动、转动惯量和弱非线性，表明该研究的核心是扭摆振动的非线性特性以及如何在实际应用中利用这些特性提高测量精度。文章的分类号TH124和TB936分别对应于力学和动力学领域，文献标志码A表示这是一篇原创性研究论文，DOI标识符则提供了该论文的电子访问路径。 这篇论文为改进大尺寸板状物体转动惯量测量提供了一个有效且精确的非线性阻尼扭摆振动模型，对于提升相关测量技术的准确性和可靠性具有积极的贡献。通过深入理解和应用这些理论，工程师和科学家能够更好地设计和分析复杂的机械系统。