谐和与随机噪声联合作用下非线性系统的响应

研究了Duffing振子在谐和与随噪声联合激励下的响应和稳应性问题。用谐波平均法分析了系统在确定性谐和激励和随机激励联合作用下的响应,用随机平均法讨论了随机扰动项对系统晌应的影响。在一定条件下,系统具有两个均方响应值和跳跃现象。数值模拟表明本文提出的方法是有效的。     

窄带随机噪声作用下单自由度非线性碰撞系统的响应

研究了单自由度非线性单边碰撞系统在窄带随机噪声激励下的次共振响应问题。用Zhuravlev变换将碰撞系统转化为速度连续的非碰撞系统,然后用随机平均法得到了关于慢变量的随机微分方程。在没有随机扰动情形,得到了系统响应幅值满足的代数方程;在有随机扰动的情形下,给出了系统响应稳态矩计算的迭代公式。讨论了系统阻尼项、非线性项、随机扰动项和碰撞恢复系数等参数对于系统响应的影响。理论计算和数值模拟表明,系统响应幅值将在激励频率接近于次共振频率时达到最大。而当激励频率逐渐偏离次共振频率时,系统响应迅速衰减。     

ON DOUBLE PEAK PROBABILITY DENSITY FUNCTIONS OF DUFFING OSCILLATOR TO COMBINED DETERMINISTIC AND RANDOM EXCITATIONS

The principal resonance of Duffing oscillator to combined deterministic and random external excitation was investigated. The random excitation was taken to be white noise or harmonic with separable random amplitude and phase. The method of multiple scales was used to determine the equations of modulation of amplitude and phase. The one peak probability density function of each of the two stable stationary solutions was calculated by the linearization method. These two one-peak-density functions were combined using the probability of realization of the two stable stationary solutions to obtain the double peak probability density function. The theoretical analysis are verified by numerical results.     

窄带随机噪声激励下多自由度非线性系统的响应

在随机振动的研究中，研究较多的是系统在宽带噪声作用下的响应问题，对于非线性系统特别是多自由度非线性系统在窄带随机噪声作用下的响应问题则研究较少。本文研究了三自由度非线性系统在窄带随机噪声激励下的主共振响应和稳定性问题。用多尺度法分离了系统的快变项，给出了系统响应的振幅和相位角满足的方程。用摄动法讨论了系统随机项对系统响应的影响。当随机扰动较小时，在一定的参数范围内，对应于不同的初值，系统具有两个均方响应值，随机饱和现象也存在。当随机扰动增大时，系统可从一个大的响应突跳为一个小的响应，或从一个小的响应突跳为一个大的响应，即存在随机跳跃现象。数值模拟表明本文提出的方法是有效的。     

谐和与随机噪声联合作用Duffing单边约束系统的响应

研究了Duffing单边约束系统在谐和与随机噪声联合激励下的响应问题. 用谐波平衡法和摄动法分析了系统在确定性谐和激励和随机激励联合作用下的响应,用随机平均法讨论了随机扰动项对系统响应的影响. 在一定条件下,当约束距离较大时对应于不同的初始条件,系统具有两个非碰撞的稳态响应;而当约束距离不大时,对应于不同的初始条件,系统也可以有两个不同的稳态响应,其中一个是发生碰撞的响应,而另外一个则不发生碰撞. 数值模拟表明该方法是有效的. 关键词： Duffing单边约束系统 随机响应 谐波平衡法 摄动法     

有界窄带激励下具有黏弹项的Duffing振子

讨论含线性黏弹项的Duffing振子对有界窄带随机激励的响应.用多尺度法分离了系统的稳态平均运动及随机摄动,讨论了系统的黏弹项对阻尼和刚度的效应,得到了系统随机均方响应的近似表达式.分析结果表明:在一定条件下,对应于同一解谐参数,系统有2个稳定的稳态平均运动,从而导致随机均方响应有2值解.数值模拟肯定了上述分析结果。     

Subharmonic response of single-degree-of-freedom linear vibroimpact system to narrow-band random excitation

The subharmonic response of a single-degree-of-freedom linear vibroimpact oscillator with a one-sided barrier to the narrow-band random excitation is investigated. The analysis is based on a special Zhuravlev transformation, which reduces the system to the one without impacts or velocity jumps, and thereby permits the applications of asymptotic averaging over the period for slowly varying the inphase and quadrature responses. The averaged stochastic equations are exactly solved by the method of moments for the mean square response amplitude for the case of zero offset. A perturbation-based moment closure scheme is proposed for the case of nonzero offset. The effects of damping, detuning, and bandwidth and magnitudes of the random excitations are analyzed. The theoretical analyses are verified by the numerical results. The theoretical analyses and numerical simulations show that the peak amplitudes can be strongly reduced at the large detunings.     

有界随机噪声激励下碰撞系统的最大Lyapunov指数

为了研究单自由度线性单边碰撞系统在有界随机噪声参数激励下的最大 Lyapunov 指数和稳定性问题,用 Zhuravlev 变换将碰撞系统转化为连续的非碰撞系统,然后用随机平均法得到了关于慢变量的随机微分方程。在没有随机扰动的情形下,给出了系统最大Lyapunov指数的值;在有随机扰动的情形下,通过求解FPK方程得到了系统的不变测度和最大Lyapunov指数的解析表达式。研究结果表明：随着系统阻尼项、有界随机噪声带宽、碰撞恢复系数的减少和有界随机噪声振幅的增大,最大Lyapunov指数增加;当随机激励的中心频率等于系统固有频率的两倍时,系统的Lyapunov指数达到最大,从而使系统变得更不稳定。根据系统的Lyapunov指数得到了系统稳定的充分必要条件,即当Lyapunov指数大于零时系统几乎必然不稳定,而当Lyapunov指数小于零时系统几乎必然稳定,Lyapunov指数等于零为系统的稳定性分叉点,并讨论了相应的稳定性分叉问题。     

Response of nonlinear oscillator under narrow-band random excitation

IntroductionThestudyoftheresponseofnonlinearsystemstonarrow_bandrandomexcitationofconsiderableimportance.Forexample ,theexcitationofsecondarysystemwouldbeanarrow_bandrandomprocessiftheprimarysystemcouldbemodeledasasingle_degree_of_freedomsystemwithlightdampingsubjecttowide_bandexcitation .Inthetheoryofnonlinearrandomvibration ,mostresultsobtainedsofarareattributedtotheresponseofnonlinearoscillatorstowide_bandrandomexcitation .Incomparison ,resultsontheeffectofnarrow_bandexcitationonnonlinearos…     

多频谐和与噪声作用下Flickering振子的安全盆侵蚀与混沌

研究了催化反应Flickering振子在多频率确定性谐和外力和有界随机噪声联合作用下,系统安全盆的侵蚀和混沌现象.将Melnikov方法推广到包含有限多个频率外力和随机噪声联合作用的情形,推导出了系统的随机Melnikov过程,根据Melnikov过程在均方意义上出现简单零点的条件给出了系统出现混沌的临界值,然后用数值模拟方法计算了系统的安全盆分岔点.结果表明,由于随机扰动的影响,系统的安全盆分岔点发生了偏移,并且使得混沌容易发生.同时证明,激励频率数目的增加扩大了参数空间上的混沌区域,也使得安全盆分岔提 关键词： 多频率激励 Flickering振子 安全盆 混沌