一类碰撞振动系统的运动和稳定性分析

本文通过建立一类碰撞振动系统的运动微分方程,得出系统n-1周期运动存在条件,进而利用碰撞振动系统的poincaré映射的方法,研究了n-1周期运动的稳定性与分岔。最后通过数值模拟分析系统运动的稳定性及分岔。     

两自由度碰撞振动系统的动力学分析

基于Poincaré映射的方法,通过解析的方法导出了一类具有阻尼的两自由度碰撞振动系统的单碰周期n次谐运动存在性判据,经过数值模拟验证了理论分析的正确性,并给出了分析其稳定性的判别公式,通过数值模拟,讨论系统的局部分岔与全局分岔,同时比较了系统参数变化对其周期运动的影响,发现在强阻尼、弱激励、小质量比、较大恢复系数下系统将会出现较多的有规律的周期碰撞．     

润滑油动力黏度对转子系统动力学行为的影响

根据转子动力学理论,建立了转子-轴承系统的力学模型及非线性动力学方程。将Newmark法、预估-校正机理和Newton-Raphson法相结合,得到了一种有效地求解动力学系统不平衡响应的方法,并以柔性转子轴承处润滑油的动力黏度为控制参数,求解了转子系统的不平衡响应。运用Floquet分岔理论和Poincaré映射分析了转子不平衡周期响应的稳定性,数值结果揭示了系统具有周期运动、二周期运动、四周期运动等非线性现象。     

含无畸变传输线电磁系统中的非线性现象分析

建立了终端接二极管的含无畸变传输线无穷维电磁系统模型,利用特征法并结合系统边界条件得到了系统左端点处电压的Poincaré映射关系.应用非线性动力学理论分析了左端点处电压映射的定点稳定性及其动力学过程.结合数值仿真结果,详细分析了随参数变化系统发生的分岔与混沌现象,并对直流偏置电源对系统动力学行为的影响进行了研究.研究结果表明,在一定参数条件下,该电磁系统存在分岔、混沌、间歇性混沌等复杂的非线性动力学行为,直流偏置电源的存在加速了由倍周期分岔通向混沌的过程.     

采用Poincaré映射分析含裂纹转子的非协调响应

由Poincaré映射不动点的稳定性理论出发,采用"呼吸"型裂纹模型,考虑了裂纹在轴旋转过程中的开闭情况,研究了含裂纹转子的非协调响应,如次谐波的产生、周期运动的突跳现象以及拟周期运动,并分析了其稳定性.由研究结果可以看出,二次谐波的产生对应于倍周期分叉,运动的突跳现象对应于鞍-结分叉,拟周期运动对应于Naimark-Sacker分叉.     

基于不同Poincaré截面的齿轮啮合接触冲击分析

为保证齿轮系统在啮合接触过程中稳定运行,基于含间隙单自由度直齿圆柱齿轮系统的非线性动力学模型,构建不同Poincaré截面。用延续算法和变步长4阶Runge-Kutta法对系统在不同激励频率和扭矩下的动力学特征进行仿真,得到系统关于周期激励、齿面啮合、齿背接触和脱啮运动的n-p-q-r运动规律,利用分岔图、最大Lyapunov指数图、相图和Poincaré映射图研究了系统的分岔和混沌特性。结果表明:当其他参数取定的情况下,频率取值为[0.5,0.607]∪[2.12,2.5]以及扭矩取值为[0.064,0.164 7]时,齿轮的传动最为平稳。     

Jeffcott碰摩转子系统混沌控制研究

根据Jeffcott碰摩转子系统的非线性动力学方程,利用Poincaré映射图和全局分岔图对系统的混沌行为进行了分析,采用距离空间上的不动点定理分析了混沌控制后的距离空间结构,并构造压缩映射实现混沌控制.用线性压缩映射和小波函数构成的非线性映射对Jeffcott碰摩转子中的混沌行为进行数值仿真,能够把系统控制到不动点或稳定周期轨道,研究结果为转子系统的故障诊断、振动控制及安全运行提供了理论参考.     

多项式微分方程的广义反射函数及其周期解

为了研究多项式微分方程周期解的存在性与稳定性,通过多项式微分方程的广义反射函数来寻找其Poincaré映射.给出了多项式微分方程具有线性广义反射函数的充要条件,以及在该条件下线性广义反射函数的具体表达式和多项式微分方程周期解的存在性与稳定性.该结果对研究相关微分方程周期解与稳定性具有一定的参考价值和指导意义.     

正交面齿轮传动系统分岔特性

为了研究面齿轮传动的非线性动力学分岔特性,建立了包含支承、齿侧间隙、时变啮合刚度、综合误差、阻尼和外激励等参数的系统弯-扭耦合动力学模型,并使用PNF(Poincaré-Newton-Floquet)方法对系统进行了求解.计算结果表明:当时变啮合刚度幅值系数从0.4增加到0.5时,系统会由倍周期分岔进入混沌;当啮合阻尼...     

一类多刚性限幅振动系统的动态稳定性分析

建立了一类含有多刚性限幅约束的两自由度受迫振动系统的力学模型。结合系统周期和冲击Poincaré映射,在双参数系内识别出周期冲击运动的模式多样性及其发生域。伴随不连续的擦切分岔,在相邻单周期冲击运动分布域的临界线上存在一系列奇异点、迟滞和舌形转迁域。根据动力学参数的采样范围,分析了极端质量分布工况下振动系统的动态响应。仿真结果表明：在低频区域的单周期冲击运动序列随频率递减,经连续的擦切分岔、滑移分岔等非光滑分岔行为,存在向非完全颤振冲击、完全颤振冲击转迁的形成规律。冲击瞬时的能量损失过大会导致粘滞现象,从而改变振动系统的原结构,降低系统自由度。由于多处刚性约束完全颤振冲击的同时作用,系统在极端参数控制域内会呈现短暂的停滞状态。     

三次Poincaré方程中心焦点的Hopf分岔

研究了三次多项式Poincaré方程的中心焦点Hopf分岔问题.仿照了二次系统的Bautin三环性定理的研究方法,证明了三次多项式Poincaré方程中心焦点确定的系数经扰动后在其邻域至多只有且确有二个极限环.     

滑动轴承-裂纹转子系统的非线性稳定性分析

利用打靶法结合Floquet理论,对裂纹转子系统稳态周期运动的稳定性进行了分析与研究,揭示了裂纹转子系统同步周期运动分岔导致概周期运动与混沌运动的演变过程．数值计算表明：裂纹转子系统稳态周期运动失稳存在鞍结分岔、倍周期分岔和Hopf分岔三种形式;刚性支承裂纹转子系统周期运动失稳一般只发生在ω0／3和2ω0／3转速附近,较大的裂纹方位角和适度的偏心量有利于提高系统周期运动的稳定性;滑动轴承支承的裂纹转子系统周期运动一般只在ω0／3、ω0／2和2ω0／3转速附近发生分叉失稳,采用三油叶轴承支承有利于提高滑动轴承-裂纹转子系统周期运动的稳定性．     

非线性转子-轴承系统动力学分叉及稳定性分析

应用精度高、速度快的非线性油膜力数据库方法及非线性动力系统的稳定性和分叉理论对转子 -轴承系统进行了分析 .数值计算得到了转子 -轴承系统发生倍周期分叉时的分叉点及分叉图 .揭示了不平衡转子 -轴承系统从同步周期运动分叉发生一系列倍周期运动、最后导致混沌运动的过程 .采用Floquet理论对转子 -轴承系统周期运动的稳定性进行了分析 ,并给出了某些转速下的轴心轨迹和Poincar啨映射图 .结果表明 :系统在特定参数范围内存在 1-T周期运动、2 -T倍周期运动、K -T周期解及混沌运动 ;当系统发生倍周期分叉时至少有一个Floquet乘子经过点 (- 1,0 )穿出单位圆 .该分析方法为进一步对多自由度非线性转子 -轴承系统的动力学特性进行研究打下了基础 .     

一类具有标准发生率的SIRS传染病模型的无病周期解

研究了一个具有标准发生率、脉冲生育、脉冲接种和垂直传染的SIRS传染病模型的复杂动力学行为.首先构造了一个庞卡莱映射;然后利用映射的不动点及其特征值,得到了系统无病周期解的存在和稳定性的条件;接着详细讨论了系统从平凡解到无病周期-1解的跨临界分岔现象,以及从无病周期-1解到无病周期-2解的flip分岔现象;最后给出了能很好地验证理论分析的数值结果.     

一类Liénard方程Poincaré分岔极限环的不存在性

利用一阶Mel'nikov函数,讨论了广义Liénard方程+εf(x,)+g(x)=0的Poincaré分岔极限环的不存在性,得出了两个主要充分条件和若干判别准则.     

新三维分段线性混沌系统

提出了一个新三维分段线性混沌系统,研究了新系统的对称性和不变性、耗散性和吸引子的存在性、平衡点及稳定性等基本动力学特性。利用相轨图、庞加莱映射、李雅普诺夫指数谱和分岔图等数值仿真手段,验证了该系统能运行在混沌和周期轨道,具有丰富的动力学行为,并能通过一个常数控制器控制到不同形状混沌吸引子的混沌轨道或周期轨道或一个有界点。     

一类碰撞振动系统的倍周期分岔研究

为了研究倍化分岔与Hopf分岔之间的联系,研究了一类碰撞振动系统因周期运动失稳而产生倍化分岔的问题。首先给出了该系统周期1-1运动的Poincaré映射建立过程,然后根据其映射的线性化矩阵的特征值穿越单位圆情况分析其映射不动点发生倍化分岔的可能性,最后通过数值计算加以验证。研究表明:系统存在典型倍周期分岔,另外单参数变化产生非共振条件下的Hopf分岔时,当参数进一步变化而越过共振点附近的某个共振区时,系统会产生非典型的倍周期分岔,其倍化分岔序列的分支数取决于强（弱）共振的阶数。     

具有脉冲出生及垂直传染的SIS传染病模型的分岔分析

研究了一类具有脉冲出生及垂直传染的SIS传染病模型的动力学行为,利用离散映射、中心流形定理和分岔定理,得到了超临界分岔和flip分岔发生的条件.数值模拟结果表明,地方病周期解通过超临界分岔从无病周期解中分岔出来,2-周期解通过flip分岔从周期解中分岔出来,验证了理论分析.     

气流激振力作用下转子的非线性特性研究

建立汽轮机低压转子系统的动力学模型,利用数值积分法和Poincare映射法对其进行非线性特性研究,得出转子系统的分岔图、Poincare映射图和最大Lyapunov指数图.分析随转速变化和径向密封间隙对转子动力学行为的影响.结果表明：在转速变化时,系统经过周期运动后进入混沌状态,最后又回到一周期状态.在径向密封间隙变化时,转子经概周期运动后进入混沌状态.     

叶片振动对转子-轴承系统动力学行为的影响

依据转子动力学理论，应用Lagrange方程建立了叶片与转子一轴承系统耦合振动的非线性动力学模型．为了分析叶片的惯性影响和系统的时变性，将叶片模化为单摆模型．利用一个线性变换将叶片振动方程中与转子耦合的一节径振动方程与其他叶片振动方程解耦，再利用周期变换将叶片和转子的耦合振动方程转化为常系数方程．采用Runge-Kutta数值方法求解系统的动力学方程，用分岔图、最大Lyapunov指数曲线、Poincar6映射图和频谱图等分析系统的稳定性．数值结果表明：叶片阻尼系数的变化对系统动力学行为有显著影响，在低转速时叶片振动可减小系统发生混沌的转速范围，在高转速时，叶片振动延迟概周期运动的出现．