一类非线性相对转动系统的组合谐波分岔行为研究

针对一类具有非线性刚度、非线性阻尼的非线性相对转动系统, 应用耗散系统的拉格朗日原理建立在组合谐波激励作用下非线性相对转动系统的动力学方程. 构造李雅普诺夫函数, 分析相对转动系统的稳定性, 研究自治系统的分岔特性. 应用多尺度法求解相对转动系统的非自治系统在组合激励作用下的分岔响应方程. 最后采用数值仿真方法, 通过分岔图、时域波形、相平面图、Poincaré截面图等研究外扰激励、系统阻尼、 非线性刚度对相对转动系统经历倍周期分岔进入混沌运动的影响. 关键词： 相对转动 组合激励 分岔 混沌     

相对转动非线性动力系统的稳定性与强迫激励下的近似解

研究相对转动非线性动力系统的运动稳定性.建立具有一般广义阻尼力和外扰激励的一类两质量相对转动非线性动力系统的动力学方程.研究相对转动非线性动力自治系统的稳定性，证明系统在一定条件下可发生闭轨分岔.应用多尺度法得到强迫激励下非自治系统的近似解. 关键词： 相对转动 非线性动力系统 运动稳定性 近似解     

一类准周期参激非线性相对转动动力系统的稳定性与时滞反馈控制

建立了一类含准周期参数激励和时滞反馈的相对转动非线性系统的动力学方程. 采用多尺度法求解1/2亚谐波主参数共振下的分岔响应方程,并分析了系统的稳定性. 在求解非受控系统的定常解的基础上,通过讨论系统的动力学特性,研究了准周期参数激励对系统响应的影响. 采用时滞反馈控制的方法对系统分岔和极限环(域)进行控制,数值模拟的结果表明通过改变时滞参数可以实现对系统分岔的控制,并能有效地控制极限环(域)的幅值和稳定性. 关键词： 相对转动 准周期参激 时滞反馈 极限环     

耦合相对转动非线性动力系统的稳定性与近似解

研究了一类含三次非线性耦合项的相对转动非线性动力系统的动力学行为. 建立了具有非线性弹性力、广义摩阻力耦合项的系统动力学方程. 运用多尺度法求解谐波激励下耦合非自治系统的近似解,通过讨论系统的主共振和内共振特性,分析了耦合项对系统响应的影响. 应用奇异性理论研究了主振稳态响应分岔方程的稳定性,得到了系统的转迁集和分岔曲线的拓扑结构. 关键词： 相对转动 非线性耦合动力系统 奇异性理论 稳定性     

一类含时变间隙的强非线性相对转动系统分岔和混沌

建立一类具有时变间隙的两质量相对转动系统的强非线性动力学方程.应用MLP方法求解出变换参数,并运用多尺度法求解该系统发生1/2亚谐共振时的分岔响应方程,采用奇异性理论分析得到系统稳态响应的转迁集,并且得到系统在非自治情形下的分岔特性以及系统的分岔形态.最后通过数值仿真得到系统在间隙和阻尼参数变化下的分岔和混沌行为,发现随着系统参数变化系统将出现周期运动、倍周期运动以及混沌等多种不同的运动形态.     

一类相对转动系统Hopf分岔的非线性反馈控制

研究一类非线性摩擦阻尼力作用下的相对转动系统的Hopf分岔现象,给出系统产生Hopf分岔的充要条件,提出一种非线性反馈控制方法对系统的Hopf分岔点进行转移,并控制极限环的稳定性和幅值,数值模拟说明该方法对一类相对转动系统的Hopf分岔控制是有效的. 关键词： 相对转动 非线性反馈控制 Hopf分岔 极限环     

一类非线性相对转动系统的组合共振分岔与混沌

研究一类具有异宿轨道的非线性相对转动系统的分岔与混沌运动. 应用耗散系统的拉格朗日方程建立一类组合谐波激励作用下非线性相对转动系统的动力学方程. 利用多尺度法求解相对转动系统发生组合共振时满足的分岔响应方程并进行奇异性分析, 得到了系统稳态响应的转迁集. 根据相对转动系统异宿轨道参数方程, 求解了异宿轨道的Melnikov函数, 并给出了系统发生Smale马蹄变换意义下混沌的临界条件. 最后采用数值方法, 通过分岔图, 最大Lyapunov指数图, 相轨迹图和庞加莱截面图研究系统参数对混沌运动的影响.     

一类谐波激励相对转动非线性动力系统的稳定性与近似解

建立具有一般非线性弹性力、广义摩阻力和谐波激励的一类相对转动非线性动力系统的动力学方程. 对相对转动非线性自治系统进行定性分析,通过构造Lyapunov函数研究自治系统奇点的稳定性. 运用多尺度法求解谐波激励下非自治系统在几种不同共振响应下的近似解,同时分析了主振系统稳态运动的稳定性. 关键词： 相对转动 非线性动力系统 Lyapunov函数 稳定性     

相对转动非线性动力学方程的稳定性及在一类非线性弹性系数下的解

建立一类含非线性弹性力的二端面转轴相对转动非线性动力学方程.对相对转动非线性自治方程进行定性分析，研究方程的稳定性.用参数变换法求得相对转动非线性非自治方程在强迫激励下的高次近似解.     

一类含Mathieu-Duffing振子的相对转动系统的分岔和混沌

建立了一类具有Mathieu-Duffing振子的两质量相对转动系统的非线性动力学方程. 应用多尺度法求解该系统发生主共振-基本参数共振的分岔响应方程,并通过奇异性分析得到系统稳态响应的转迁集. 利用Melnikov方法讨论系统在外激扰动和参激扰动变化下的全局分岔和系统进入混沌状态的可能途径,得到外激和参激幅值变化下系统可能出现多次通向混沌的道路,获得系统发生混沌的必要条件. 最后采用数值方法验证了理论研究的有效性. 关键词： 相对转动 Mathieu-Duffing振子 混沌 Melnikov方法     

克尔型非线性薄膜波导的TE模

对于芯区为克尔型非线性介质，覆盖层和衬底为线性介质的平板波导，用Ｋｒｙｌｏｖ－Ｂｏｇｏｌｉｕｂｏｖ－Ｍｉｔｒｏｐｏｌｓｋｙ的渐近法导出了色散方程及场分布的二阶近似数学表达式，计算量大为减少且结果精确。给出了对称和非对称情况的典型实例。     

一类非线性相对转动动力系统的平衡稳定性及组合谐波近似解

建立一类含广义非线性弹性力的两质量相对转动系统的非线性动力学方程. 应用变量梯度法构造李雅普诺夫函数,研究相对转动非线性自治系统的稳定性. 应用摄动法求得相对转动非线性非自治系统在两种不同频率谐波共同激励下的组合谐波响应的近似解. 关键词： 相对转动 非线性动力系统 稳定性 组合谐波响应     

一类相对转动时滞非线性动力系统的稳定性分析

建立了具有时变刚度、非线性阻尼和谐波激励的一类相对转动时滞非线性动力系统的动力学方程.采用多尺度法推导出时滞动力系统的分岔响应方程,运用奇异性理论研究系统结构稳定性,得到主共振稳态响应方程的转迁集以及不同参数下分岔曲线的拓扑结构.应用Hopf分岔理论讨论了时滞动力系统动态稳定性,给出了系统产生极限环的条件,最后用数值模拟的方法研究了时滞参数对系统极限环幅值的影响。     

二端面转轴相对转动非线性动力学系统的稳定性与近似解

建立了二端面转轴相对转动系统的非线性动力学方程.对于等力矩的动力学方程进行了定性分析，得到了方程的稳定性等性质.用平均方法求得方程在一定条件下的近似解. 关键词： 非线性动力学方程 稳定性 极限环 近似解     

An explicit approximate solution to the Duffing-harmonic oscillator by a cubication method

The nonlinear oscillations of a Duffing-harmonic oscillator are investigated by an approximated method based on the ‘cubication’ of the initial nonlinear differential equation. In this cubication method the restoring force is expanded in Chebyshev polynomials and the original nonlinear differential equation is approximated by a Duffing equation in which the coefficients for the linear and cubic terms depend on the initial amplitude, A. The replacement of the original nonlinear equation by an approximate Duffing equation allows us to obtain explicit approximate formulas for the frequency and the solution as a function of the complete elliptic integral of the first kind and the Jacobi elliptic function, respectively. These explicit formulas are valid for all values of the initial amplitude and we conclude this cubication method works very well for the whole range of initial amplitudes. Excellent agreement of the approximate frequencies and periodic solutions with the exact ones is demonstrated and discussed and the relative error for the approximate frequency is as low as 0.071%. Unlike other approximate methods applied to this oscillator, which are not capable to reproduce exactly the behaviour of the approximate frequency when A tends to zero, the cubication method used in this Letter predicts exactly the behaviour of the approximate frequency not only when A tends to infinity, but also when A tends to zero. Finally, a closed-form expression for the approximate frequency is obtained in terms of elementary functions. To do this, the relationship between the complete elliptic integral of the first kind and the arithmetic-geometric mean as well as Legendre's formula to approximately obtain this mean are used.