| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 摘要 | 第6-22页 |
| NOMENCLATURE | 第22-25页 |
| 1 Introduction | 第25-48页 |
| 1.1 Friction in general | 第25-26页 |
| 1.2 Mechanisms of Friction-induced vibration | 第26-30页 |
| 1.2.1 Negative friction-velocity slope | 第26-27页 |
| 1.2.2 Stick-slip instability | 第27-28页 |
| 1.2.3 Mode-coupling instability | 第28-29页 |
| 1.2.4 Sprag-slip instability | 第29页 |
| 1.2.5 Other mechanisms | 第29-30页 |
| 1.3 Mechanical models | 第30-34页 |
| 1.3.1 Low-degree-of-freedom models | 第30-32页 |
| 1.3.2 Continuous models | 第32-33页 |
| 1.3.3 Finite element models | 第33-34页 |
| 1.4 Nonlinearity in frictional systems | 第34-43页 |
| 1.4.1 Terminology of the non-smooth system | 第34-35页 |
| 1.4.2 Nonlinear nature of friction | 第35-41页 |
| 1.4.3 Nonlinear contact stiffness | 第41-42页 |
| 1.4.4 Change of contact due to dynamics | 第42-43页 |
| 1.5 Analysis methods | 第43-45页 |
| 1.5.1 Complex eigenvalue analysis (CEA) | 第43-44页 |
| 1.5.2 Transient dynamic analysis (TDA) | 第44-45页 |
| 1.6 Model reduction | 第45-46页 |
| 1.6.1 Techniques | 第45页 |
| 1.6.2 Applications in friction-induced vibration | 第45-46页 |
| 1.7 Thesis structure | 第46-48页 |
| 2 Basic Theories of Friction-induced Vibration and Transient Dynamic AnalysisAlgorithm for Non-smooth Vibration | 第48-70页 |
| 2.1 Introduction | 第48页 |
| 2.2 Mechanisms of friction-induced vibration | 第48-58页 |
| 2.2.1 Negative friction-velocity slope | 第48-50页 |
| 2.2.2 Stick-slip vibration | 第50-54页 |
| 2.2.3 Mode-coupling instability | 第54-57页 |
| 2.2.4 Sprag-slip instability | 第57-58页 |
| 2.3 Fundamental theory of the discrete system and the elastic plate | 第58-66页 |
| 2.3.1 Vibration of discrete systems with dry friction | 第58-62页 |
| 2.3.2 Fundamental theory of an elastic annular plate | 第62-66页 |
| 2.4 Transient dynamic analysis method for non-smooth vibration | 第66-69页 |
| 2.4.1 Runge-Kutta method for a second order differential equation | 第66-67页 |
| 2.4.2 Numerical iteration process for non-smooth problems | 第67-69页 |
| 2.5 Conclusions | 第69-70页 |
| 3 Nonlinear Friction-induced Vibration of a Slider-belt Model | 第70-105页 |
| 3.1 Introduction | 第70-71页 |
| 3.2 Theoretical formulations | 第71-74页 |
| 3.2.1 The mechanical model | 第71-72页 |
| 3.2.2 Equation of motion in friction contact | 第72-73页 |
| 3.2.3 Separation and reattachment | 第73-74页 |
| 3.3 Complex eigenvalue analysis of the nonlinear frictional system | 第74-83页 |
| 3.3.1 Equilibrium points | 第74-76页 |
| 3.3.2 Eigenvalue analysis of the system at the equilibrium point | 第76-83页 |
| 3.4 Modal analysis of the system during separation | 第83页 |
| 3.5 Nonlinear transient dynamic analysis (TDA) | 第83-91页 |
| 3.5.1 Procedure of the numerical simulation | 第84页 |
| 3.5.2 Vibration of the stable system | 第84-86页 |
| 3.5.3 Separation during vibration | 第86-87页 |
| 3.5.4 Effects of separation on the amplitudes | 第87-91页 |
| 3.6 Comparisons of vibration frequencies of TDA and CEA | 第91-96页 |
| 3.6.1 Frequencies of the stable vibration | 第92页 |
| 3.6.2 Frequencies of the unstable vibration | 第92-96页 |
| 3.7 Nonlinear vibration involving Coulomb's law of friction | 第96-104页 |
| 3.7.1 Case 1: μ_k<μ_s<μ_c | 第97-100页 |
| 3.7.2 Case 2: μ_k<μ_c<μ_s | 第100-102页 |
| 3.7.3 Case 3: μ_c<μ_k<μ_s | 第102-104页 |
| 3.8 Conclusions | 第104-105页 |
| 4 Friction-induced Vibration of an Elastic Disc and a Moving Slider with Separationand Reattachment | 第105-140页 |
| 4.1 Introduction | 第105-106页 |
| 4.2 Disc model and theoretical development | 第106-113页 |
| 4.2.1 In-plane stick-slip motion of the slider | 第106-108页 |
| 4.2.2 Transverse vibration of the disc | 第108-109页 |
| 4.2.3 Coupled equations of motion of the whole system in modal coordinates | 第109-111页 |
| 4.2.4 Separation and reattachment | 第111-113页 |
| 4.3 Modal analysis | 第113-115页 |
| 4.3.1 Natural frequencies of the plate | 第113-114页 |
| 4.3.2 Natural frequencies of the whole system | 第114-115页 |
| 4.4 Validation of the numerical method | 第115-116页 |
| 4.5 Numerical study | 第116-132页 |
| 4.5.1 Numerical procedure | 第116-118页 |
| 4.5.2 Separation during vibration | 第118-119页 |
| 4.5.3 The critical speed for separation | 第119-122页 |
| 4.5.4 Influences of separation | 第122-126页 |
| 4.5.5 Influences of significant parameters | 第126-132页 |
| 4.6 Nonstationary dynamic behaviour | 第132-137页 |
| 4.7 Conclusions | 第137-140页 |
| 5 Model Reduction of a Multi-degree-of-freedom Frictional System with ExperimentalValidation | 第140-174页 |
| 5.1 Introduction | 第140-141页 |
| 5.2 Theoretical formulations of the reduction strategy for the frictional system | 第141-145页 |
| 5.2.1 Definitions of the contact force and the friction force | 第142-143页 |
| 5.2.2 Mode synthesis strategy | 第143-145页 |
| 5.3 Applications to a 9-degree-of-freedom model | 第145-161页 |
| 5.3.1 Introduction of the 9-degree-of-freedom model | 第145-146页 |
| 5.3.2 Equation of motion of the system formulated by substructures | 第146-150页 |
| 5.3.3 Equation of motion formulated by the mass and stiffness matrix of thewhole system | 第150-151页 |
| 5.3.4 Numerical analysis:Case 1 | 第151-158页 |
| 5.3.5 Numerical analysis:Case 2 | 第158-161页 |
| 5.4 Application to the system with rigid motion in the substructure | 第161-162页 |
| 5.5 Applications to a pad-on-disc system with experimental results | 第162-172页 |
| 5.5.1 Description of the test rig of the pad-on-disc system | 第163-164页 |
| 5.5.2 Description of the finite element model | 第164-165页 |
| 5.5.3 Reduction of the pad-on-disc system and stability analysis | 第165-172页 |
| 5.6 Conclusions | 第172-174页 |
| 6 Conclusions and Outlooks | 第174-180页 |
| 6.1 Conclusions | 第174-175页 |
| 6.2 Original contributions | 第175-177页 |
| 6.3 创新点摘要 | 第177页 |
| 6.4 Outlooks | 第177-180页 |
| References | 第180-195页 |
| Research Projects and Publications during PhD Period | 第195-196页 |
| Acknowledgements | 第196-197页 |
| Curriculum Vitae | 第197-199页 |
