含间隙碰撞振动系统的非线性振动特性 被引量：26

1

作者 卢绪祥 刘正强 +1 位作者 黄树红 李录平 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期388-393,共6页

基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙结构的碰撞振动动力学模型,采用四-五阶Runge-Kutta法进行了数值求解,并通过分析不同频率比、激振力幅值和间隙下的分岔图、相图、Poincaré图和功率谱图研究了该模型的非线性振动特性.结果... 基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙结构的碰撞振动动力学模型,采用四-五阶Runge-Kutta法进行了数值求解,并通过分析不同频率比、激振力幅值和间隙下的分岔图、相图、Poincaré图和功率谱图研究了该模型的非线性振动特性.结果表明:随着频率比、激振力幅值和间隙的改变,碰撞振动系统出现了周期、倍周期和混沌运动;频率比和激振力幅值对系统的非线性振动特性影响很大,出现了较宽的混沌带,而间隙对系统响应的影响相对较小,但在较小间隙的变化范围内,系统的振动特性变化却较显著. 展开更多

关键词 间隙 碰撞振动系统 HERTZ接触理论 非线性振动 频率比 激振力幅值 混沌运动

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两自由度塑性碰撞振动系统的动力学研究 被引量：12

2

作者 罗冠炜 谢建华 孙训方 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期579-586,共8页

用三维映射表示具有单侧刚性约束的两自由度振动系统在塑性碰撞时的动力学方程．借 助理论分析与数值方法研究了系统周期ｎ－１振动的存在性与稳定性，描述了系统周期ｎ－１ 振动的特点，讨论了碰撞振子与约束擦边引起的Ｐｏｉｎｃａｒ... 用三维映射表示具有单侧刚性约束的两自由度振动系统在塑性碰撞时的动力学方程．借 助理论分析与数值方法研究了系统周期ｎ－１振动的存在性与稳定性，描述了系统周期ｎ－１ 振动的特点，讨论了碰撞振子与约束擦边引起的Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射奇异性对系统全局分岔的影响． 展开更多

关键词 周期运动 映射 稳定性 奇异性 全局分岔 两自由度塑性碰撞振动系统 动力学

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随机干扰下碰撞振动系统的动力学分析 被引量：12

3

作者 田海勇 刘卫华 赵日旭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期163-167,共5页

建立一类单自由度含间隙碰撞振动系统的动力学模型。推导了系统Poincar啨映射的解析表达式,用数值方法计算了系统的Lyapunov指数谱,讨论了随机干扰对碰撞振动系统的动力学影响。最后结合最大Lyapunov指数,讨论随机非光滑系统的随机分岔... 建立一类单自由度含间隙碰撞振动系统的动力学模型。推导了系统Poincar啨映射的解析表达式,用数值方法计算了系统的Lyapunov指数谱,讨论了随机干扰对碰撞振动系统的动力学影响。最后结合最大Lyapunov指数,讨论随机非光滑系统的随机分岔。数值研究表明随机非光滑系统同样存在着丰富的倍周期分岔现象,但和确定性系统的倍周期分岔现象存在本质的区别。 展开更多

关键词 碰撞振动系统 随机分岔 LYAPUNOV指数 随机干扰

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一类两自由度碰撞振动系统的Hopf分岔和混沌 被引量：12

4

作者 乐源 谢建华 丁旺才 《动力学与控制学报》 2004年第3期36-41,共6页

分析了一类两自由度碰撞振动系统的周期运动,并通过计算Poincare映射的线性化矩阵,确定周期运动的稳定性.分析表明,在一定的参数条件下系统存在周期倍化分岔和Hopf分岔,并通过数值模拟方法得到了以Poincare截面上的不变圈表示的拟周期响... 分析了一类两自由度碰撞振动系统的周期运动,并通过计算Poincare映射的线性化矩阵,确定周期运动的稳定性.分析表明,在一定的参数条件下系统存在周期倍化分岔和Hopf分岔,并通过数值模拟方法得到了以Poincare截面上的不变圈表示的拟周期响应.简明地讨论了系统通向混沌的道路. 展开更多

关键词 碰撞振动系统 HOPF分岔 混沌 POINCARÉ映射

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一类碰撞振动系统的激变和拟周期-拟周期阵发性 被引量：15

5

作者 乐源 缪鹏程 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期1-7,20,共8页

研究了一类三自由度碰撞振动系统的激变和阵发性。六维庞加莱(Poincaré)映射能够表示成另外一个不对称映射的二次迭代,这表明系统具有对称性。该系统普遍存在发生Hopf分岔后得到的一对共轭拟周期运动。根据动力系统的极限集理论,... 研究了一类三自由度碰撞振动系统的激变和阵发性。六维庞加莱(Poincaré)映射能够表示成另外一个不对称映射的二次迭代,这表明系统具有对称性。该系统普遍存在发生Hopf分岔后得到的一对共轭拟周期运动。根据动力系统的极限集理论,讨论了极限集的对称性,得到系统发生激变的条件,并引入一个距离函数判定对称性恢复和激变临界点。当共轭混沌吸引子和不稳定对称不动点的最小距离等于0时,一对共轭混沌吸引子将会与不稳定的对称不动点在其吸引域边界发生碰撞,从而导致激变。通过数值模拟,揭示了激变之后的一种新的阵发性动力学现象:拟周期-拟周期阵发性。其分岔机制是:两个共轭拟周期吸引子→两个共轭拟周期吸引子倍化→两个共轭带状混沌吸引子→一个对称混沌吸引子→一个对称拟周期引子,通过对称极限集理论来区分对称吸引子和共轭吸引子,同时采用QR法计算Lyapunov指数并用来确定吸引子的类型。激变导致的拟周期-拟周期阵发性,对于多自由度碰撞振动系统的动力学研究及优化设计具有重要意义。 展开更多

关键词 碰撞振动系统 拟周期运动 激变 阵发性

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三自由度碰撞振动系统Poincaré映射叉式分岔的反控制 被引量：4

6

作者 伍新 徐慧东 +1 位作者 文桂林 魏克湘 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期24-29,共6页

考虑到碰撞振动系统的Poincaré映射的隐式特点,在不改变原碰撞系统平衡解结构的前提下,采用线性反馈控制方法研究了一类三自由度含间隙双面碰撞振动系统Poincaré映射的叉式分岔的反控制问题。首先,建立闭环控制系统的六维Poin... 考虑到碰撞振动系统的Poincaré映射的隐式特点,在不改变原碰撞系统平衡解结构的前提下,采用线性反馈控制方法研究了一类三自由度含间隙双面碰撞振动系统Poincaré映射的叉式分岔的反控制问题。首先,建立闭环控制系统的六维Poincaré映射,针对由特征值特性描述的传统叉式分岔临界准则在六维的高维映射中只能通过数值试算来确定控制增益的困难,利用不直接依赖于特征值计算的显式临界准则获得了系统出现叉式分岔的控制参数区域。然后应用中心流形-范式方法进一步分析叉式分岔解的稳定性。最终数值仿真验证了在任意指定的系统参数点通过控制能实现稳定的叉式分岔解。 展开更多

关键词 叉式分岔 分岔反控制 稳定性 碰撞振动系统

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碰撞振动系统中周期轨擦边诱导的混沌激变 被引量：11

7

作者 冯进钤 徐伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期30-36,共7页

基于图胞映射理论,提出了一种擦边流形的数值逼近方法,研究了典型Duffng碰撞振动系统中擦边诱导激变的全局动力学.研究表明,周期轨的擦边导致的奇异性使得系统同时产生1个周期鞍和1个混沌鞍.当该周期鞍的稳定流形与不稳定流形发生相切时... 基于图胞映射理论,提出了一种擦边流形的数值逼近方法,研究了典型Duffng碰撞振动系统中擦边诱导激变的全局动力学.研究表明,周期轨的擦边导致的奇异性使得系统同时产生1个周期鞍和1个混沌鞍.当该周期鞍的稳定流形与不稳定流形发生相切时,边界激变发生使得该混沌鞍演化为混沌吸引子.噪声可以诱导周期吸引子发生擦边,这种擦边导致了1种内部激变的发生,表现为该周期吸引子与其吸引盆内部的混沌鞍发生碰撞后演变为1个混沌吸引子. 展开更多

关键词 碰撞振动系统 擦边流形 擦边诱导激变 图胞映射方法

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二自由度含间隙碰撞振动系统的分岔与混沌 被引量：7

8

作者 赵文礼 周晓军 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1435-1438,共4页

针对二自由度含间隙碰撞振动系统,建立了正弦激励作用下的碰撞振动方程,推导了振动系统满足稳定碰撞的周期解参数和解存在的充要条件,给出了Poincare映射的数学关系.在此基础上,进行了周期运动的稳定性分析,研究了系统随参数改变出现分... 针对二自由度含间隙碰撞振动系统,建立了正弦激励作用下的碰撞振动方程,推导了振动系统满足稳定碰撞的周期解参数和解存在的充要条件,给出了Poincare映射的数学关系.在此基础上,进行了周期运动的稳定性分析,研究了系统随参数改变出现分叉和通向混沌运动的途径.计算结果表明,该振动系统存在复杂丰富的动力学行为.在一定的参数条件下,系统除了存在稳定的周期运动形态之外,还存在着倍周期分叉、Hopf分叉以及其他分叉,系统会沿着倍周期分叉、Hopf分叉等多种途径进入混沌运动. 展开更多

关键词 碰撞振动系统 倍周期分叉 HOPF分叉 混沌运动

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碰撞振动系统的一类余维二分岔及T^2环面分岔 被引量：8

9

作者 丁旺才 谢建华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期503-508,共6页

建立了三自由度碰撞振动系统的动力学模型及其周期运动的Poincar映射,当Jacobi矩阵存在两对共轭复特征值同时在单位圆上时,通过中心流形-范式方法将六维映射转变为四维范式映射。理论分析了这种余维二分岔问题,给出了局部动力学行为的... 建立了三自由度碰撞振动系统的动力学模型及其周期运动的Poincar映射,当Jacobi矩阵存在两对共轭复特征值同时在单位圆上时,通过中心流形-范式方法将六维映射转变为四维范式映射。理论分析了这种余维二分岔问题,给出了局部动力学行为的两参数开折。证明系统在一定的参数组合下,存在稳定的Hopf分岔和T^2环面分岔。数值计算验证了理论结果。 展开更多

关键词 碰撞振动系统 POINCARÉ映射 动力学模型 余维二分岔 HOPF分岔 T^2环面分岔 数值计算

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宽带随机激励下单自由度碰撞振动系统的平稳响应 被引量：3

10

作者 黄志龙 高李霞 朱位秋 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期94-97,共4页

在实际工程结构中经常要研究随机激励的单自由度碰撞振动系统的稳态响应,应用基于广义谐和函数的单自由度强非线性系统的随机平均法,分别得到了该系统响应的总能量、位移、幅值的稳态概率密度及位移与速度的联合概率分布.通过与数字模... 在实际工程结构中经常要研究随机激励的单自由度碰撞振动系统的稳态响应,应用基于广义谐和函数的单自由度强非线性系统的随机平均法,分别得到了该系统响应的总能量、位移、幅值的稳态概率密度及位移与速度的联合概率分布.通过与数字模拟结果的比较,证明用随机平均法所得的结果有很高的精度. 展开更多

关键词 单自由度碰撞振动系统 宽带随机激励 随机平均法 平稳响应 随机响应 非线性系统

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一类三自由度碰撞振动系统的Poincaré映射的对称性,分岔及混沌 被引量：4

11

作者 乐源 谢建华 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期27-31,共5页

考虑了一类具有对称刚性约束的三自由度碰撞振动系统。建立了系统的Poincaré映射,并导出了Poincaré映射的对称性。把映射不动点的稳定性与分岔理论应用于该系统,分析表明Poincaré映射的对称性完全抑制了对称周期n-2运动... 考虑了一类具有对称刚性约束的三自由度碰撞振动系统。建立了系统的Poincaré映射,并导出了Poincaré映射的对称性。把映射不动点的稳定性与分岔理论应用于该系统,分析表明Poincaré映射的对称性完全抑制了对称周期n-2运动的周期倍化分岔,Hopf-flip分岔和pitchfork-flip分岔,并证明了两个反对称的周期n-2运动具有相同的稳定性。数值模拟得到了对称周期n-2运动的音叉分岔,Hopf分岔和Hopf-Hopf分岔。此外,通过Poincaré截面投影相图的形式研究了由音叉分岔通向混沌的路径。 展开更多

关键词 碰撞振动系统 对称周期n-2运动 Poinearé映射 分岔 混沌

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随机干扰下碰撞振动系统的Lyapunov指数分析 被引量：3

12

作者 张艳龙 王丽 石建飞 《兰州交通大学学报》 CAS 2019年第3期107-111,127,共6页

为研究随机干扰对系统动力学的影响,建立了一类随机干扰强度下的两自由度碰撞振动系统,给出了系统所有Lyapunov指数的计算推导过程,分析了一定参数条件下不同随机干扰强度对系统周期运动最大Lyapunov指数的影响,获得了随机干扰强度变化... 为研究随机干扰对系统动力学的影响,建立了一类随机干扰强度下的两自由度碰撞振动系统,给出了系统所有Lyapunov指数的计算推导过程,分析了一定参数条件下不同随机干扰强度对系统周期运动最大Lyapunov指数的影响,获得了随机干扰强度变化时系统的分岔特性和不同随机样本条件下系统的不同运动状态.研究发现:在一定随机干扰强度下,系统在稳定周期运动参数区间内出现抗随机干扰能力较强的点和抗随机干扰能力较弱的点;在随机分岔区域内系统运动极不稳定,在不同随机样本条件下,系统或呈现相轨扩散的周期运动,或呈现混沌运动,可供此类问题的研究参考. 展开更多

关键词 碰撞振动系统 LYAPUNOV指数 随机干扰 随机分岔

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一类碰撞振动系统的倍周期分岔研究 被引量：2

13

作者 郑小武 谢建华 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期30-33,共4页

为了研究倍化分岔与Hopf分岔之间的联系,研究了一类碰撞振动系统因周期运动失稳而产生倍化分岔的问题。首先给出了该系统周期1-1运动的Poincaré映射建立过程,然后根据其映射的线性化矩阵的特征值穿越单位圆情况分析其映射不动点发... 为了研究倍化分岔与Hopf分岔之间的联系,研究了一类碰撞振动系统因周期运动失稳而产生倍化分岔的问题。首先给出了该系统周期1-1运动的Poincaré映射建立过程,然后根据其映射的线性化矩阵的特征值穿越单位圆情况分析其映射不动点发生倍化分岔的可能性,最后通过数值计算加以验证。研究表明:系统存在典型倍周期分岔,另外单参数变化产生非共振条件下的Hopf分岔时,当参数进一步变化而越过共振点附近的某个共振区时,系统会产生非典型的倍周期分岔,其倍化分岔序列的分支数取决于强(弱)共振的阶数。 展开更多

关键词 碰撞振动系统 倍周期分岔 强(弱)共振 HOPF分岔

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一类碰撞振动系统在内伊马克沙克-音叉分岔点附近的局部两参数动力学 被引量：11

14

作者 乐源 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期163-172,共10页

考虑一类具有对称性的三自由度碰撞振动系统.系统的庞加莱映射在一定条件下存在对称不动点,对应于系统的对称周期运动.根据对称性导出庞加莱映射P是另外一个隐式虚拟映射Q的二次迭代.推导了庞加莱映射对称不动点的解析表达式.根据映射... 考虑一类具有对称性的三自由度碰撞振动系统.系统的庞加莱映射在一定条件下存在对称不动点,对应于系统的对称周期运动.根据对称性导出庞加莱映射P是另外一个隐式虚拟映射Q的二次迭代.推导了庞加莱映射对称不动点的解析表达式.根据映射不动点的稳定性及分岔理论,映射P的对称不动点发生内伊马克沙克-音叉(Neimark--Saker-pitchfork)分岔对应于映射Q发生内伊马克沙克-倍化(Neimark--Sakerflip)分岔.利用隐式虚拟映射Q,通过对范式作两参数开折分析,研究了映射P的对称不动点在内伊马克沙克-音叉分岔点附近的局部动力学行为.碰撞振动系统在这个余维二分岔点附近的局部动力学行为可能表现为投影后的庞加莱截面上的单一对称不动点、一对共轭不动点、单一对称拟周期吸引子以及一对共轭拟周期吸引子.数值模拟得到了内伊马克沙克-音叉分岔点附近的各种可能情况.内伊马克沙克-分岔和音叉分岔互相作用可能产生新的结果:对称不动点虽然首先分岔为两个共轭不动点,但是这两个共轭不动点是不稳定的,最终收敛到同一个对称拟周期吸引子. 展开更多

关键词 碰撞振动系统 对称不动点 两参数开折 内伊马克沙克-音叉分岔 共轭拟周期吸引子

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碰撞振动系统动力学分析

15

作者 俞翔 杨庆超 +1 位作者 杨爱波 李志兴 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2012年第2期332-336,共5页

针对混沌线谱控制研究中如何在小振幅下实现隔振系统在较宽频带内的混沌运动这一难题,通过在线性隔振系统中附加碰撞子系统,提出了基于碰撞振动的隔振系统混沌化方法,并对碰撞振动系统进行了分岔分析和振动特性分析,得到系统在不同参数... 针对混沌线谱控制研究中如何在小振幅下实现隔振系统在较宽频带内的混沌运动这一难题,通过在线性隔振系统中附加碰撞子系统,提出了基于碰撞振动的隔振系统混沌化方法,并对碰撞振动系统进行了分岔分析和振动特性分析,得到系统在不同参数条件下的运动规律.结果表明利用所设计的子系统,可以实现小幅值范围的混沌运动. 展开更多

关键词 碰撞振动系统 分岔分析 振动特性分析

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多自由度碰撞振动系统的位置控制方法分析

16

作者 陈俭勇 《山西建筑》 2019年第12期44-45,共2页

通过分析多自由度系统的振动,以二自由度碰撞振动系统为例验证了控制效果,并在不同强度的随机激励下讨论了该方法的稳定性。数值模拟表明该方法是研究多自由度碰撞振动系统控制问题的有效方法。

关键词 多自由度 碰撞振动系统 位置控制

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双边约束的多自由度碰撞振动系统的控制方法 被引量：3

17

作者 刘艳云 徐伟 +1 位作者 黄冬梅 王亮 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第11期15-18,22,共5页

基于Lyapunov稳定性理论,分析了不对称双边约束的多自由度碰撞振动系统在位置控制法则作用下的动力学行为。首先通过系统达到稳定状态前的响应演变,设计了新的控制该类系统达到定义域内预期位置的算法;接着以二自由度碰撞振动系统为例... 基于Lyapunov稳定性理论,分析了不对称双边约束的多自由度碰撞振动系统在位置控制法则作用下的动力学行为。首先通过系统达到稳定状态前的响应演变,设计了新的控制该类系统达到定义域内预期位置的算法;接着以二自由度碰撞振动系统为例展示了响应演变和系统达到的稳定状态;最后验证了算法的有效性并讨论了其在不同强度随机激励下的稳健性。 展开更多

关键词 非光滑系统 多自由度 碰撞振动系统 双边约束

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随机窄带噪声作用下非线性碰撞振动系统的稳态响应研究 被引量：2

18

作者 黄冬梅 徐伟 谢公南 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第6期633-643,共11页

研究了随机参激作用下一个非线性碰撞振动系统的随机响应.基于Krylov-Bogoliubov平均法,借助第一类改进的Bessel函数,得到了决定平凡解的几乎确定稳定性的最大Lyapunov指数.模拟结果发现,碰撞振动系统的最大Lyapunov指数特性不同于一般... 研究了随机参激作用下一个非线性碰撞振动系统的随机响应.基于Krylov-Bogoliubov平均法,借助第一类改进的Bessel函数,得到了决定平凡解的几乎确定稳定性的最大Lyapunov指数.模拟结果发现,碰撞振动系统的最大Lyapunov指数特性不同于一般的非碰撞系统,其最小值为负.同时,在确定性情形下,得到了骨架曲线方程和不稳定区域的临界方程.进一步,利用矩方法,讨论了系统的一阶和二阶非平凡稳态矩,发现了碰撞振动系统中有频率岛现象的存在.最后,借助FokkerPlanck-Kolmogorov方程,利用有限差分法,讨论了碰撞振动系统中存在的随机跳现象.在随机强度较小时,稳态概率密度集中于响应振幅的非平凡分支;但是随着随机强度的增加,平凡稳态解的概率会变大. 展开更多

关键词 碰撞振动系统 非光滑变化 稳态解 随机跳 窄带随机噪声

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非弹性碰撞振动系统的首次穿越分析 被引量：2

19

作者 徐明 金华斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期197-200,212,共5页

对高斯白噪声激励作用下的非弹性碰撞振动系统的首次穿越问题作了分析,得到了非弹性碰撞振动系统的条件可靠性函数和相应的条件概率密度函数。不同于以往碰撞物理模型,非弹性碰撞作用采用了修正赫兹接触模型。首先,基于能量耗散平衡法,... 对高斯白噪声激励作用下的非弹性碰撞振动系统的首次穿越问题作了分析,得到了非弹性碰撞振动系统的条件可靠性函数和相应的条件概率密度函数。不同于以往碰撞物理模型,非弹性碰撞作用采用了修正赫兹接触模型。首先,基于能量耗散平衡法,将碰撞振动系统转化为不含碰撞的等效非线性系统。其次,应用基于系统能量的随机平均法,得到关于系统总能量的平均伊藤随机微分方程。然后,建立条件可靠性函数的控制方程及相应的初边界条件,并数值求解。最后,分析了不同系统参数情形下条件可靠性函数及相应的条件概率密度函数的变化规律。该方法可有效分析非弹性碰撞振动系统的首次穿越问题,数值分析结果表明较大的阻尼系数可提高系统可靠性,而较大的激励强度则往往增加发生首次穿越的概率。 展开更多

关键词 非弹性碰撞振动系统 修正赫兹接触模型 随机平均法 条件可靠性函数 条件概率密度函数

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单自由度碰撞振动系统的奇异非混沌动力学和多稳态共存 被引量：6

20

作者 吴鑫 李高磊 乐源 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期45-52,86,共9页

基于一类单自由度受拟周期激励的具有悬臂结构碰撞振动系统,通过数值模拟研究了系统在参数α变化下的奇异非混沌动力学及多稳态共存现象。采用相敏感函数、奇异连续谱、有理数频率逼近、状态变量的傅里叶变换部分和在复平面上的路径等... 基于一类单自由度受拟周期激励的具有悬臂结构碰撞振动系统,通过数值模拟研究了系统在参数α变化下的奇异非混沌动力学及多稳态共存现象。采用相敏感函数、奇异连续谱、有理数频率逼近、状态变量的傅里叶变换部分和在复平面上的路径等工具刻画了系统在特定参数范围内出现的奇异非混沌吸引子(strange nonchaotic attractors,SNAs)的奇异性。通过最大Lyapunov指数验证了SNAs非混沌特性。发现了系统存在分形和阵发两种通向SNAs的路径,揭示了这两种路径的演化过程和规律特征。结合系统状态变量的时间序列,分析了系统暂态及稳态SNAs与拟周期吸引子的共存、稳态SNAs与混沌吸引子的共存情况,进一步揭示了SNAs的多稳态共存现象及转换规律。该研究可为含悬臂结构的碰撞振动系统的优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 碰撞振动系统 奇异非混沌动力学 分形路径 阵发路径 多稳态共存

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