有界噪声参激下Duffing振子的混沌运动

本文研究有界噪声参激下Ｄｕｆｆｉｇ振子出现混沌运动的可能性。首先推导了随机Ｍｅｌｎｉｋｏｖ过程,由广义过程在均方意义上出现简单零点给出了可能出现混沌的临界激励幅值,其次用数值方法计算了该系统的最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数,由最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数为零,给出了出现混沌的另一个临界激励幅值,发现在噪声强度大于一定值后,两个临界幅值均随噪声强度的增大而增大。     

摩擦振子的混沌随机运动

摩擦振子的混沌随机运动冯奇（同济大学）１．引言在机械系统中常常可遇所谓的“ＳｔｉＣｋ－Ｓｌｉｐ”问题，它们是产生工业噪声的重要振源之一。例如：关门时发出的嘎嘎声；制动时的刺耳响声；车床切削时发出的轰鸣；火车通过小半径弧形轨道时的尖叫；乃至振动着的琴弦...     

一类分数阶分段Duffing振子的混沌研究

研究了谐波激励下含有分数阶微分项的分段Duffing振子的混沌运动,分数阶微分项采用Caputo定义进行计算,并利用等效刚度和等效阻尼的概念对其进行处理。运用Melnikov方法,建立了Smale马蹄意义下混沌运动的必要条件,得到了系统发生混沌运动的临界条件,并进行了解析解和数值解的比较,结果证明了解析必要条件的正确性。最后通过数值模拟,研究了系统线性刚度系数、阻尼系数、分数阶阶次、分数阶系数以及分段Duffing刚度系数对系统混沌运动的影响。     

有界噪声激励下非线性系统吸引子的关联维数估计

随机环境下非线性系统的动力学分析是一个复杂而又困难的问题,此时系统响应的随机特性可来自测试误差、系统自身的非线性特点或动力学噪声等因素。讨论了有界噪声对两种不同参数的Holmes型杜芬振子的动力学行为的影响。通过Monte-Carlo和相空间重构方法,给出了此两种模型在受周期激励、有界噪声激励作用下的样本时间序列以及样本响应的关联维数结果。分析表明,外加有界噪声的作用可使系统响应的关联维数增大。     

驱动输入白噪声对Duffing振子运动影响分析

强噪声背景下混沌弱信号检测是利用弱信号的周期扰动使系统运动状态发生改变实现的，研究了数值解算时计算步长和驱动输入白噪声对弱信号检测中Duffing振子运动特征的影响，重点研究了对Duffing振子混沌临界态和大尺度周期态的影响，结果表明采用数值解算的步长不同系统运动状态不相同，与统计意义下任何零均值噪声都不会改变系统原有运行轨迹不同，不同功率的驱动输入白噪声会导致系统状态改变，分析了产生原因。     

非线性粘弹性桩耦合运动中的混沌分析

研究轴向周期载荷作用下非线性粘弹性桩纵横向耦合运动中的混沌运动。桩体材料满足Leaderman非线性粘弹性本构关系和近似的非线性几何关系，考虑桩体发生纵横向运动的耦合，得到的方程为耦合的非线性偏微分一积分方程；利用Galerkin方法将方程简化并进行数值计算，揭示非线性粘弹性桩的混沌运动和分岔等动力学行为。     

一类非线性混沌振动的主动隔振实验研究

本文以Duffing非线性振子为研究对象 ,应用主动隔振原理 ,设计了参数自调节的PID控制算法 ,对Duffing振子混沌振动进行了主动隔振数值仿真实验 ,实现了对混沌振动的良好隔振。仿真结果表明 :在混沌振动中应用主动隔振技术的有效性     

形状记忆合金梁在简谐和白噪声联合激励下的混沌及安全盆侵蚀现象

本文利用van-der-pol环模型模拟了形状记忆合金在加载和卸载过程中的应力应变迟滞环特性,根据弹性理论和Galerkin方法建立了形状记忆合金简支梁在受轴向简谐激励和横向白噪声激励时的振动模型。根据随机系统的Melnikov过程方法,得到了系统发生随机混沌的阈值必要条件。用数值方法得到初值对系统安全性的影响,及激励参数对系统安全盆边界的侵蚀现象。观察结果发现,随机激励幅值的增大会增强安全盆的内部出现分形特性。     

轴压下非线性材料板条混沌运动区域分析

研究了轴下非线性材料板条的混沌运动,并讨论了分析轴向压力、板条几何参数及多频外扰力对非线性材料板条发生混沌运动区域的影响。     

有界噪声激励下典型非线性系统响应的最大Lyapunov指数估计

讨论有界噪声激励对一类典型非线性系统的动力学行为的影响。通过Monte-Carlo和小数据量方法,给出Holmes型杜芬振子在受周期激励和有界噪声激励作用下的样本响应及其最大Lyapunov指数结果。分析表明,在系统有确定性激励作用的导向时,可以由最大Lyapunov指数来判断系统运动是否混沌,且可得出推断：随机激励可诱发混沌亦可抑制混沌。然而,在系统仅受有界噪声激励时,难以从响应曲线和最大Lyapunov指数结果来判别系统的运动是否是混沌的。     

参激非线性振子不稳定区域的实验研究

对一端固定、一端滑动、受轴向简谐激励的屈曲梁的非线性动力学行为进行了实验研究。对固定的参数激励频率和阻尼，当参数激励幅值较小时梁的运动是周期的，但大幅值激励会使运动通过倍周期分岔变为混沌。实验得到了动态响应在参数平面上的分布，并研究了阻尼对分布区域的影响。实验结果为全面了解系统解的分布及该类结构的动力学设计提供了有价值的资料。     

非线性振动系统的同宿轨道分叉、次谐分叉和混沌

本文首先利用 Melnikov 方法研究了在参数激励与强迫激励联合作用下具有 van der Pol 阻尼的非线性振动系统的同宿轨道分叉、次谐分叉和混沌,然后利用数值计算方法研究了这类系统的混沌运动。所得结果揭示了一些新的现象。     

随机激励下软弹簧杜芬系统的安全盆侵蚀

非线性振动系统中由于复杂动力学行为而导致安全盆边界出现分形的情况比较普遍.研究随机激励对软弹簧杜芬振子的安全盆的影响.通过对系统安全盆的描绘,利用龙格-库塔和蒙特-卡罗方法,给出了系统有正阻尼和无阻尼时高斯白噪声和有界噪声作用下安全盆的侵蚀状况.结果表明,类似于确定的谐和激励情形,安全盆的面积将随着随机外激励强度的增大而减少,无阻尼系统的安全盆的边界经高斯白噪声或有界噪声外激励的作用同样可出现分形形状.     

窄带随机噪声作用下强非线性系统的响应

研究了Van der Pol-Duffing振子在窄带随机噪声激励下的响应问题。用参数变换法使方程出现小参数，用多尺度法分离了系统的快变项，讨论了系统的阻尼项，非线性项和随机项等参数对系统的影响，理论分析表明，当随机激励强度或带宽增大时系统的响应可从一个极限环变为一扩散的极限环，在一定的条件下系统可有两个稳定的稳态解。数值模拟表明本文提出的方法是有效的。     

悬臂输流管的颤振和浑沌运动分析

研究了具有弹性支承和运动约束的悬臂输流管的稳定性问题。在分析参数对系统稳定性影响的同时，特别研究了动态失稳区域内的不同运动。结果表明，在一定条件下该系统不仅因颤振而动态失稳，在某些参数域内还可发生浑沌运动。本文用数值分析的方法确定了浑沌发生区域。     

随机激励下非线性系统稳定性的判定方法与比较

在随机非线性系统稳定性的研究方面,近年来出现了随机Melnikov方法、相流函数法和安全盆法。对于这三种新的理论与计算方法的联系和对比,以仅受高斯白噪声激励下的杜芬系统为例进行了分析与探讨,进而对结果的差别进行了讨论。研究结果表明这三种方法在计算系统的稳定性阀值方面具有一致性。     

边界激励非线性弹簧质量串响应的时空结构

本文研究边界激励下的非线性弹簧质量系统响应的时空特征，通过Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射时间离散以及时间、空间谱及模式动力熵等的计算，发现了这一非线性系统的时空浑沌，并得出了一种时空结构随参量变化的新的演化机制．