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参数激励悬臂梁非线性非平面振动中的全局分岔和混沌动力学。 (英语) Zbl 1142.74346号

摘要:本文对悬臂梁在轴向简谐激励和自由端横向简谐激励下的非线性非平面振动进行了全局分岔和混沌动力学分析。得到了具有参数激励和外部激励的非平面运动的控制非线性方程。将Galerkin方法应用于偏微分控制方程,得到了具有参数激励和强迫激励的两自由度非线性系统。这里考虑的共振情况是平面内模式的2:1内共振、主参数共振-(1/2)次谐波共振和平面外模式的基本参数共振-主共振。采用多尺度方法将参数激励和外激励系统转化为平均方程。从这里得到的平均方程出发,应用正规形理论找到了与一个双零和一对纯虚特征值相关的正规形的显式公式。基于上述规范形,利用全局摄动方法分析了悬臂梁非线性非平面振动的全局分岔和混沌动力学。全局分岔分析表明,悬臂梁非线性非平面振动的平均方程中存在异宿分岔和Silnikov型单脉冲同宿轨道。这些结果表明,悬臂梁的非线性非平面振动可以发生混沌运动。数值模拟验证了分析预测。

MSC公司:

74时60分 固体力学动力问题解的动力分叉
74小时65分 固体力学动力学问题解的混沌行为
74小时45 固体力学动力学问题中的振动
74K10型 杆(梁、柱、轴、拱、环等)

软件:

力学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 克雷斯波·达席尔瓦,M.R.M.和Glynn,C.C?非线性弯曲?无张力梁的弯扭动力学。I.运动方程?,《结构力学杂志》61978,437-448。
[2] 克雷斯波·达席尔瓦,M.R.M.和Glynn,C.C?非线性弯曲?无张力梁的弯扭动力学。二、。强迫运动?,《结构力学杂志》6,1978,449-461。
[3] 克雷斯波·达席尔瓦,M.R.M.和Glynn,C.C?梁的平面外振动,包括非线性惯性和非线性曲率效应?,《国际非线性力学杂志》13,1979,261-271·Zbl 0397.73055号
[4] 克雷斯波·达席尔瓦,M.R.M.和Glynn,C.C?支承不对称固定自由梁的非线性非平面共振?,国际固体与结构杂志15,1979,209-219·Zbl 0395.73057号 ·doi:10.1016/0020-7683(79)90032-5
[5] Zaretzky,C.L.和Crespo da Silva,M.R.M?悬臂梁响应中非线性模态耦合的实验研究?,《声音与振动杂志》174,1994,145-167·doi:10.1006/jsvi.1994.1268
[6] 不,A.H.和Pai,P.F?无张力梁的非线性非平面参数响应?,《国际非线性力学杂志》24,1989,139-158·Zbl 0673.73043号 ·doi:10.1016/0020-7462(89)90005-X
[7] Pai,P.F.和Nayfeh,A.H?基底横向激励下悬臂梁的非线性非平面振动?,国际非线性力学杂志241990,455-474·doi:10.1016/0020-7462(90)90012-X
[8] J.P.Cusumano和F.C.Moon?薄弹性体的混沌非平面振动。第一部分平面不稳定性的实验观察?,《声音与振动杂志》179,1995,185-208·doi:10.1006/jsvi.1995.0013
[9] J.P.Cusumano和F.C.Moon?薄弹性体的混沌非平面振动。第二部分。低维模型的推导和分析?,《声音与振动杂志》1791995209-226·doi:10.1006/jsvi.1995.0014
[10] T.J.安德森、A.H.纳伊夫和B.巴拉昌德兰?高频模式和低频模式之间的耦合:理论和实验?,非线性动力学11,1996,17-36·doi:10.1007/BF00045049
[11] Arafat,H.N.,Nayfeh,A.H.和Chin,C.M?参数激励悬臂梁的非线性非平面动力学?,非线性动力学15,1998,31-61·Zbl 0910.73034号 ·doi:10.1023/A:1008218009139
[12] Esmailzadeh,E.和Nakhaie-Jazar,G?具有端质量的悬臂梁在谐基底激励下的周期行为?,《国际非线性力学杂志》33,1998,567-577·Zbl 0904.73029号 ·doi:10.1016/S0020-7462(97)00038-3
[13] Hamdan,M.N.、Al-Qaisia,A.A.和Al-Bedoor,B.O?参数激励悬臂梁非线性振动分析技术的比较?,《国际机械科学杂志》43,2001,1521-1542·Zbl 0998.74034号 ·doi:10.1016/S0020-7403(00)00067-9
[14] S.A.Q.Siddiqui、M.F.Golnaraghi和G.R.Heppler?承载移动质量的梁的大自由振动?,国际非线性力学杂志38,2003,1481-1493·Zbl 1348.74152号 ·doi:10.1016/S0020-7462(02)00084-7
[15] Malatkar,P.和Nayfeh,A.H?关于结构中宽间隔模式之间的能量传递?,非线性动力学31,2003,225-242·Zbl 1027.74501号 ·doi:10.1023/A:1022072808880
[16] Young,T.H.和Juan,C.S?随机跟随力作用下颤振梁的动力稳定性和响应?,国际非线性力学杂志38,2003,889-901·Zbl 1346.74093号 ·doi:10.1016/S0020-7462(02)00035-5
[17] Wiggins,S.,《全球分岔与混沌分析方法》,Springer-Verlag出版社,纽约,柏林,1988年·Zbl 0661.58001号
[18] Kovacic,G.和Wiggins,S?轨道同宿共振与强迫和阻尼正弦Gordon方程模型中混沌的应用?,《物理学》第57卷,1992年,185-225页·Zbl 0755.35118号 ·doi:10.1016/0167-2789(92)90092-2
[19] Kovacic,G.和Wettergren,T.A?共振驱动耦合摆动力学中的同宿轨道?,《德国数学与物理杂志》(ZAMP)471996,221-264·Zbl 0848.70015号 ·doi:10.1007/BF00916826
[20] Kaper,T.J.和Kovacic,G?多泵轨道与共振带同宿?,美国数学学会学报34819963835-3887·Zbl 0887.34043号 ·doi:10.1090/S0002-9947-96-01527-9
[21] Camassa,R.、Kovacic,G.和Tin,S.K?多脉冲同宿轨道的Melnikov方法?,理性力学与分析档案143,1998,105-193·Zbl 0967.37037号 ·doi:10.1007/s002050050102
[22] Haller,G.和Wiggins,S?轨道同宿共振:哈密顿量?,《物理学D》66,1993,298-346·Zbl 0791.34041号 ·doi:10.1016/0167-2789(93)90071-8
[23] Haller,G.和Wiggins,S?阻尼受迫非线性薛定谔方程模态截断中的多脉冲跳跃轨道和同宿树?,《物理学D》85,1995,311-347·Zbl 0890.58048号 ·doi:10.1016/0167-2789(95)00120-S
[24] Haller,G.和Wiggins,S?共振哈密顿系统扰动中的N脉冲同宿轨道?,理性力学与分析档案1301995,25-101·Zbl 0829.58016号 ·doi:10.1007/BF00375655
[25] Haller,G.,《近共振的混沌》,Springer-Verlag出版社,纽约,柏林,1999年·Zbl 1024.37002号
[26] Z.C.冯和S.威金斯?关于O(2)对称破缺的参数受迫机械系统中混沌的存在性?,《德国数学与物理杂志》(ZAMP)第44期,1993年,201-248页·Zbl 0786.34050号 ·doi:10.1007/BF00914282
[27] Z.C.Feng和P.R.Sethna?参数激励薄板运动中的全局分岔?,非线性动力学4,1993,389-408·文件编号:10.1007/BF00120673
[28] Z.C.Feng和K.M.Liew?零对一内共振参数激励系统的全局分岔?,非线性动力学21,2000,249-263·Zbl 0968.70018号 ·doi:10.1023/A:1008364914446
[29] N.马尔霍特拉和N.纳马奇瓦亚?具有非半简单1:1内共振的参数激励非线性可逆系统的全局动力学?,《物理学》D 89,1995,43-70·Zbl 0886.34042号 ·doi:10.1016/0167-2789(95)00214-6
[30] N.马尔霍特拉和N.纳马奇瓦亚?1:1内共振下浅拱结构的混沌动力学?,ASCE工程力学杂志123,1997,620-627·doi:10.1061/(ASCE)0733-9399(1997)123:6(620)
[31] Malhotra,N.、Sri Namachchivaya,N..和McDonald,R.J?柔性旋转圆盘运动中的多脉冲轨道?,《非线性科学杂志》12,2002,1-26·Zbl 1132.74303号 ·doi:10.1007/s00332-001-0367-y
[32] Yagasaki,K?受迫耦合振子中的周期运动和同宿运动?,非线性动力学20,1999,319-359·Zbl 0959.70015号 ·doi:10.1023/A:1008336402517
[33] Zhang,W.,Liu,Z.M和Yu,P?参数激励和外激励薄板的全局动力学?,非线性动力学24,2001,245-268·Zbl 1006.74050号 ·doi:10.1023/A:1008381718839
[34] 张伟?参数激励薄板的全局动力学和混沌动力学?,《声音与振动杂志》2392001,1013-1036·doi:10.1006/jsvi.2000.3182
[35] Zhang,W.和Li,J?具有快模态和慢模态的非线性减振器的整体分析?,《国际分叉与混沌杂志》11,2001,2179-2194·doi:10.1142/S0218127401003334
[36] Zhang,W.和Tang,Y?参数激励和外部激励联合作用下电缆的整体动力学?,国际非线性力学杂志37,2002,505-526·Zbl 1341.74066号 ·doi:10.1016/S0020-7462(01)00026-9
[37] 王,F.X?柔性悬臂梁的非线性振动和整体动力学?,2002年,北京工业大学硕士论文。
[38] Nayfeh,A.H.和Mook,D.T.,《非线性振荡》,Wiley-Interscience,纽约,1979年。
[39] Zhang,W.,Wang,F.X.和Zu,J.W?高维非线性系统的规范形计算及其在悬臂梁非平面运动中的应用?,《声音与振动杂志》2782004949-974·Zbl 1236.74126号 ·doi:10.1016/j.jsv.2003.10.021
[40] 于鹏、张伟和毕秋生?用规范形计算分析薄板的振动?,《国际非线性力学杂志》36,2001,597-627·Zbl 1341.74115号 ·doi:10.1016/S0020-7462(00)00023-8
[41] Nusse,H.E.和Yorke,J.A.,《动力学:数值探索》,Springer-Verlag,纽约,柏林,1997年·Zbl 0805.58007号
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