“非光滑系统动力学”专题简介

<正>在实际工程系统中往往存在碰撞、冲击、干摩擦、变刚度、开关、阈值、脉冲控制、数字控制等大量非光滑因素,它们主要是由约束条件、本构关系和控制方式决定的.从牛顿时代以来,人们一直在研究力学系统中由于碰撞、冲击、干摩擦等复杂因素带来的动力学行为.自20世纪80年代以来,随着动力系统理论研究的深入发展,人们也越来越关注非光滑因素的影响.这使     

时滞对轴流压气机喘振的影响

在压气系统中,压力上升和空气扰动之间总是有一定的时间滞后．本文对经典的MG模型进行推广得到时滞MG模型本．通过理论分析和数值模拟,研究了时滞对轴流压气机喘振和旋转失速的影响．以往的研究认为旋转失速的产生仅受到节流阀参数的影响,而喘振工况的出现要受到节流阀参数以及Greitzer参数日的影响,Greitzer参数占大于临界值时,压气机进入到喘振工况．本文研究发现时滞也会对喘振现象产生本质的影响,即存在着临界时滞,当时滞小于临界时滞时,压气机的不稳定工作形式是大振幅的喘振状态,而时滞大于临界时滞,压气机工作在旋转失速状态．     

时滞位移反馈Li&#233;nard振子的多稳态解

对Lifinard振子系统引入时滞反馈,定性地研究时滞反馈对Lifinard振子系统周期解的影响,发现时滞可使系统出现多个周期解共存的现象．利用一阶近似多尺度法直接地预测了由时滞导致的系统周期解个数及其稳定性随着时滞反馈增益和时滞量的变化规律．数值上采用四阶Runge-Kutta法,验证了理论分析结果的有效性,并划分不同周期解所对应的吸引域．研究结果对控制系统的镇定和系统同步有着潜在的应用价值．     

具有非轴对称刚度转轴的分岔

研究具有非轴对称刚度转轴的１／２亚谐共振和分岔,首先用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出运动微分方程,这是刚度系数周期性变化的参数激励方程,然后用多尺度法求得平均方程分岔响应方程和定常解,最后用奇异性理论分析分岔响应方程和定常解的稳定性,得到了局部分岔集和不同区域的不同分岔响应曲线。     

基于能量恢复系数的多刚体系统的摩擦碰撞

研究了多刚体系统的摩擦碰撞问题。一般的法向弹塑性力与位移的关系被直接引入到多刚体系统的计算中,同时考虑了碰撞中滑动模式的变化。在现存的文献中,常通过求解微分方程来解决该问题,但因碰撞时间同碰撞力不在同一个量级上,这就导致计算步长的选择十分困难,而且Amontons-Coulomb摩擦定律的不光滑性导致了在搜索粘滞状态与滑动状态的非光滑点的困难。代替通常的解微分方程的方法,以能量恢复系数作为桥梁,通过代数的方法得到碰撞前后系统状态。其主要优点在于既避免了能量的不协调性,又比微分方法简单。     

流体诱发水平悬臂输液管的内共振和模态转换(Ⅰ)

运用牛顿法导出水平悬臂刚性输液管的非线性动力学数学模型．为了对该模型进行理论分析,通过对各个相关实际物理量的量级定性分析,给出了模型中各个物理参数的量级．在此基础上,应用多尺度法首先得到输液管自由振动模态的特征函数,利用悬臂管的边界条件给出了特征值满足的特征方程, 发现管内流体速度可以诱发第一阶模态和第二阶模态3种形式的内共振分别是3∶1、2∶1和1∶1内共振, 从理论上解释了流速诱发水平悬臂输液管系统内共振的机理．由于3∶1内共振所对应的流速最小,因此这种形式的内共振是最先出现的,也是最重要的．     

两自由度非对称三次系统非线性模态的奇异性质

利用非线性模态子空间的不变性和摄动技术,研究两自由度非对称三次系统在奇异条件下系统的性质.重点考虑子系统之间线性耦合退化时的奇异性质.对于非共振情形,所得到的解析结果表明,系统出现单模态运动以及振动局部化现象,这种现象的强弱不但与非线性耦合刚度有关,而且与非对称参数有关.并解析地得到了参数的门槛值;对于1:1共振情形,模态随非线性耦合刚度和非对称参数的变化会出现分岔,得到了参数分岔集以及模态的分岔曲线.     

Singular Characteristics of Nonlinear Normal Modes in a Two Degrees of Freedom Asymmetric Systems with Cubic Nonlinearities

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｍｏｄｅｒｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｓｈａｖｅｇｒｅａｔｌｙｐｒｏｍｏｔｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｃｉｅｎｃｅ.ＴｈｅｓｅｉｎｃｌｕｄｅＬ＿Ｓｒｅｄｕｃｅ[1],ｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙｔｈｅｏｒｙ[2 ],ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ[3 ],Ｍｅｌｎｉｋｏｖｆｕｎｃｔｉｏｎ[4 ],Ｃ＿Ｌｍｅｔｈｏｄ[5 ]ａｎｄｃｅｎｔｅｒｍａｎｉｆｏｌｄ[6],ｅｔｃ .Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅ…     

基于半胱氨酸衍生物的两个手性多核金属簇合物的结构和磁性质

采用具有手性的半胱氨酸衍生物配体L-硫代脯氨酸(LTP)分别和高氯酸钴、高氯酸锰反应得到配合物[Co(LTP)₂]_n(1)和[Mn(LTP)₂]_n(2)。用X-射线衍射对这2个化合物的晶体结构进行了测定,结果表明4个LTP配体采用μ₂-N₁O₂:O₃的配位模式将八面体配位构型的金属离子连接起来构成二维结构。磁性测定表明2个化合物中金属离子之间有弱的反铁磁相互耦合作用。     

van der Pol-Duffing-Mathieu型系统主参数共振分岔解的普适分类

研究了主参数共振情况下具有广义 van der Pol阻尼和五次Duffing恢复力的参数激励非线性系统的二次近似分叉行为.应用具有Z₂对称的奇异性理论,对系统Z₂-余维数≥3的分岔行为在拓扑等价的意义下进行了普适分类,使经典的摄动法对参数系统所得出的近似解是否能够在拓扑意义下完全描述原系统的周期响应及其产生分岔之机理得以澄清.数值结果表明的振动特性有突然消失的现象,恰好是系统参数值在Z₂余维数≥4的情形.