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耦合Duffing振荡器的非线性能量采集器。 (英语) Zbl 1460.70018号

摘要:结构振动在航空航天和机械工程系统中非常常见,现代航空航天结构和工业机器的动态分析已成为其设计中不可或缺的一步。抑制有害振动并同时利用其进行能量收集将是最理想的方案。本次通信中提出的动力系统基于能量采集装置的离散模型,通过引入非线性能量汇概念实现振动抑制和振动能量采集。该力学模型是由一个具有振荡磁铁和谐波基极激励的两自由度非线性振荡器构成的。相应的数学模型基于非线性非齐次Duffing型微分方程组。为了研究该模型的复杂动力学行为,利用增量谐波平衡(IHB)和延拓方法找到了周期解及其分支。对于不稳定周期轨道的检测,应用Floquet理论,检测到所提出的非线性动力学模型的一个有趣的谐波响应。该方法的主要优点是能够根据傅里叶级数获得近似的周期响应,并估计具有强非线性系统的能量采集器的电压输出。通过与标准数值积分方法和文献结果的比较,验证了本文方法的准确性。数值例子显示了不同物理参数对振幅-频率、响应振幅-基波振幅和时间响应曲线的影响,其中对定性变化进行了详细的探索和研究。理论结果表明,该系统在振动抑制和能量收集两个系统要求方面都具有先进的性能。

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70千20 力学非线性问题的稳定性
70K42型 力学非线性问题的平衡与周期轨迹
34立方厘米 常微分方程的非线性振动和耦合振子

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全文: 内政部

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