跳躍現象

跳躍現象是每指微小變化引起角振幅突增或突減。

1 由於轉換之後的正弦圖像和餘弦圖像不存在相位跳躍的影響,就可以採用傳統的濾波方法,在此分別對正弦圖像和餘弦圖像進行均值濾波:T1(i,j)CJFD2004。

2在激勵比較強烈而系統的阻尼又很小的情況下,主共振的幅頻特性的曲線有反向彎曲。由於反向彎曲的虛線部分不可能實現,所以當激振頻率pCJFD2001。

3 繞非平凡定常解支附近進行的混沌運動由於條件的變化而導致“訪問”平凡或其它的非平凡定常解支,從而使系統整體圍繞五解支進行運動。

4(2)當帶速低於臨界速度時,響應幅值為單值。而當帶速超過臨界速度時,在同一個帶速下有三個響應幅值。即存在跳躍現象。

在實際工程中，很多結構由於自身原因或外界因素的影響，當結構參數發生微小的變化時，就可能引起結構的部分模態信息出現急劇變化，即產生模態跳躍現象，這種現象最早是美國國家航天局(NASA)的專家在彈性薄板構件的瞬態屈曲試驗過程中發現的，隨後一些學者做了後續的研究。近年來，這種現象在力學、土木工程和航空航天等領域逐漸得到關注，而研究對象也由柔性板等簡單構件逐漸向更復雜結構轉變，同時在密、重頻系統的研究過程中，很多研究人員發現頻率密集極可能會引起模態跳躍現象的發生，但這種現象會對結構產生何種影響，相關研究較少。

為了使用模態分析法來求解結構的精確響應，必須獲得其固有頻率及模態信息，這樣解耦的模態方程才可以很容易地進行積分。模態分析法非常適用於結構動力學問題的求解，例如在地震載荷的作用下，只需要利用結構的幾個低階模態，就可以近似得到具有較好精度的結構動力響應結果，況且由於高階模態通常對系統的實際響應影響有限，同時有限元法得到的高階模態又與實際相差很大，因此，從這個意義上講，求解高階模態的意義不大，但低階模態是必需的。從上述分析可以看出模態是計算響應的基礎，模態跳躍現象會對結構的動力響應產生影響。

隨着靜力條件下的結構優化設計理論的日益成熟及工程設計要求的逐步提高，結構動力學優化設日受到越來越多的關注，結構動力學優化包括結構動力學特性優化和動態響應優化2類，相比而言，由於結構動力響應的控制屬於多目標、多約束優化的數學模型，因而更為複雜、難度更大。張淼結合一個二自由度阻尼系統的算例，分析模態的跳躍現象對振動響應的影響，並提出一種新的結構優化設計的方法。即首先分析固有頻率隨設計參數變化而產生變化的規律，然後研究當固有頻率為密集或重複狀態時，相應系統的模態隨之發生跳躍變化的規律，最後利用穩態響應來對比和分析這些系統的振動特性，從而揭示模態發生跳躍時系統響應的變化規律。這樣就可以實現通過討論結構動力響應與設計參數之間的關係，來確定在某種動力響應要求下的設計參數的最優值，從而獲得最優的設計方案。 ^[1] 

自然界和工程中存在這樣一種振動，它接受外界的能量補充，但能源是恆定的，而不是週期變化的。系統以自己的運動狀態作為調節器，以控制能量的輸入。這類系統能自主地從定常的能源汲取能量，調節器的作用使輸入的能量具有交變性。當輸入能量與耗散能量達到平衡時，系統即可維持等幅振動，稱為自激振動。一個自激振動系統由能源、反饋調節系統和振動系統組成。只有當在一個振動週期內從能源通過反饋調節系統輸入到系統中的能量等於系統所消耗的能量，系統才能產生自激振動。車輛在高滑轉率下行駛時，動力傳動系中常會產生強烈的自激振動，其牽引性能變得很不穩定，同時伴有強烈的整車垂直振動，這就是所謂的“跳躍現象”。跳躍現象的危害很大，它對車輛動力傳動系零部件的壽命、車輛的行駛平順性和安全性等都帶來不良影響。因此，有必要探討跳躍現象的產生機理，找出其影響因素和影響規律，合理確定車輛結構參數，消除跳躍現象，減小對傳動系零部件的損壞，提高車輛的安全性，充分發揮發動機的動力特性，為實現車輛動態優化設計、提高其強度和可靠性提供理論依據。

對於車輛跳躍現象的成因，主要有2種解釋：跳躍現象是由於輪胎花紋接地中心的週期性變化這種外界激勵造成的。這一觀點是值得斟酌的。首先，如果跳躍現象是由於這一原因造成的，則其振動頻率應隨平均滑轉率的變化而有較大的變化;而在實際實驗中，對同一車輛而言，無論平均滑轉率怎樣變化，只要它大於臨界滑轉率(指最大附着重量利用係數所對應的滑轉率，下同)，車輪在同一路面上所產生的振動頻率基本一致;其次，當汽車裝有光滑輪胎時，上述現象仍會產生，該觀點無法解釋這種現象。②當滑轉率超過一定值時，地面附着係數隨滑轉率的增大而下降的特性使車輛動力傳動系發生自激振動，從而造成上述跳躍現象。 ^[2]