Experimental analysis of the steady-state behaviour of beam systems with discontinuous support

This paper deals with the experimental analysis of the long-term behaviour of periodically excited linear beams supported by a one-sided spring or an elastic stop. Numerical analysis of the beams showed subharmonic, quasi-periodic and chaotic behaviour. Furthermore, in the beam system with the one-sided spring three different routes leading to chaos were found. Because of the relative simplicity of the beam systems and the variety of calculated nonlinear phenomena, experimental setups are made of the beam systems to verify the numerical results. The experimental results correspond very well with the numerical results as far as the subharmonic behaviour is concerned. Measured chaotic behaviour is proved to be chaotic by calculating Lyapunov exponents of experimental data.

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Sommario Il presente lavoro concerne l'analisi sperimentale del comportamento a regime di travi lineari, su supporti elastici nonlineari discontinui, eccitate periodicamente. L'analisi numerica dei sistemi in esame ha evidenziato risposte subarmoniche, quasi-periodiche e caotiche, nonchè l'esistenza, nel caso di trave con una molla laterale, di tre differenti percorsi verso il caos. La relativa semplicità dei sistemi di travi ha consentito di procedere ad una verifica sperimentale dei risultati numerici e della varietà dei fenomeni nonlineari da essi evidenziati. La corrispondenza fra risultati sperimentali e numerici è molto buona nel caso di risposta subarmonica. Il comportamento caotico sperimentale è stato convalidato attraverso il calcolo degli esponenti di Lyapunov a partire dai relativi dati.