一类三自由度碰撞振动系统的分岔与混沌演化

利用解析法对建立的三自由度碰撞振动系统进行求解,通过分析系统周期运动的边界条件,推导出系统周期运动的解析解;再利用受扰运动的边界条件推导出了系统的Poincaré映射,并通过编程进行数值仿真,分析了系统发生分岔与混沌的非线性行为。     

一类三自由度碰撞振动系统的Hopf-pitchfork余维二分岔与混沌

建立了一类三自由度振动碰撞系统的力学模型,推导了系统周期运动的解析解及Poincaré映射。基于六维Poincaré映射方法研究了系统的Hopf-pitchfork余维二分岔。在Hopf-pitchfork余维二分岔中先发生Pitchfork分岔,后发生Hopf分岔。系统通过概周期通向混沌的非常规道路揭示了在余维二分岔点附近的复杂动力学行为。     

高维复杂碰撞振动系统的分岔与混沌演化

建立了一类三自由度对碰振动系统的力学模型,推导了系统周期运动的解析解及Poincaré映射。基于六维Poincaré映射方法研究了系统的Hopf分岔和Hopf-flip余维二分岔及由环面倍化和概周期通向混沌的过程。在Hopf-flip余维二分岔中先发生倍化分岔,后发生Hopf分岔,展现了Hopf-flip余维二分岔复杂的动力学行为。该系统分岔与混沌行为的研究为工程实际中含间隙对碰机械系统的优化设计提供了理论依据。     

单侧刚性约束两自由度振动系统的混沌与分岔

选择两自由度刚性约束碰撞振动系统作为研究对象,较为全面的分析了系统的分岔与混沌行为。通过选择一个碰撞截面作为Poincaré映射面,在适当的系统参数条件下,模拟了系统发生Hopf分岔的动力学行为,并且给出了线性化矩阵特征值在单位圆上的变化趋势。     

一类三自由度含间隙系统的动力学分析

建立了一类三自由度含间隙系统的力学模型,用变步长四阶Runge-Kutta法,通过理论分析和数值仿真结合,研究了该系统倍周期分岔、杈式分岔向混沌的演化路径,为实际应用中的三自由度含间隙机械系统的动力学优化提供了理论依据。     

一类单边刚性碰撞系统的分岔与混沌控制

研究了一类单自由度刚性碰撞系统的分岔和混沌运动。建立系统周期运动的Poincaré映射,通过数值仿真揭示了系统通过倍化分岔通向混沌的道路和系统的周期运动、混沌运动。最后运用外加恒定载荷控制方法对系统的混沌运动进行了有效的控制,使系统达到不同的周期轨道。     

一类三自由度碰撞系统的余维二分岔与混沌

建立了一类三自由度冲击振动系统的周期碰撞运动及运用解析法推出了Poincaré映射的解析解。基于Poincaré映射研究系统的Hopf-Hopf余维二分岔和Hopf-flip余维二分岔。研究展现了两类余维二分岔点附近的复杂的动力学行为,揭示了在Hopf-Hopf余维二分岔中环面爆破与"水滴型"概周期吸引子通向混沌的演化过程;在Hopf-flip余维二分岔中先发生Flip分岔,后发生了周期2点的Hopf分岔并通向混沌的道路,系统参数对研究周期运动的稳定性与分岔的优化设计提供理论的参考。     

一类两自由度含间隙系统分岔与混沌的形成过程

通过对一类双自由度含间隙系统一组系统参数的仿真,证明单自由度含间隙系统中不仅存在叉式分岔、倍周期分岔,还存在Hopf分岔,并给出了发生Hopf分岔的具体系统参数以及Hopf分岔与混沌的形成过程。对其分岔与混沌行为的研究为工业实际中含间隙机械系统和冲击振动系统的优化设计提供了充分的理论依据。     

一类悬挂碰撞振动系统的动力学分析

通过对一类悬挂碰撞振动系统的建模,选择一个碰撞界面作为Poincaré映射的截面,利用解析法证明了悬挂碰撞振动系统在适当参数下发生分岔与混沌的现象.对该系统分岔与混沌行为的研究,为工程实际中含间隙机械系统的优化设计提供了依据.     

高维含间隙振动系统的分岔与混沌研究

通过用解析法和变步长四阶Runge-Kutta数值法相结合,对一类三自由度含间隙弹性约束系统进行分析与仿真,证明三自由度含间隙系统通向混沌的道路不仅有倍周期道路和拟周期道路,而且还有包含Neimark-sacke,分岔的倍周期道路、包含叉式分岔的倍周期道路等复杂的混沌演化过程。对该系统分岔与混沌行为的研究,为工业实际中含间隙机械系统和冲击振动系统的优化设计提供理论依据。     

一类两自由度碰撞振动系统的分岔与混沌演化

建立了一类两自由度含间隙双边刚性约束机械碰撞振动系统的力学模型。通过理论分析和数值仿真相结合的方法,研究了该系统在适当参数下发生周期倍化分岔和杈式分岔的动力学行为。即在两参数平面上,用运四级四阶变步长Runge-Kutta法和Poincaré映射方法对系统进行数值模拟仿真,分析了当系统参数变化时该类机械系统经周期倍化分岔、杈式分岔向混沌的演化路径,并且揭示了系统主要参数对碰撞振动系统全局分岔的影响,为实际应用中两自由度碰撞振动系统的动力学优化设计提供了理论参考。     

含间隙和时变啮合刚度齿轮传动系统的分岔和混沌

齿侧间隙和时变啮合刚度的存在,使齿轮传动系统中存在着丰富的非线性动力学行为。基于Poincare映射,建立了两自由度齿轮传动系统的数学模型,并通过数值仿真,说明了齿轮传动系统中存在着倍周期分岔、Hopf分岔和混沌等复杂的非线性现象。分析了系统参数对齿轮动力学行为的影响,进而为消除齿侧间隙和时变啮合刚度引起的非线性动力学行为指明了方向,为齿轮传动系统的优化设计奠定了基础。     

单自由度塑性碰撞振动系统的周期运动及其分叉特点

研究了一类具有刚性约束的单自由度振动系统的动力学行为。建立了该碰撞振动系统在完全塑性碰撞条件下动力学圆周不连续自映射的严格表示,给出了单碰撞周期轨道存在的条件下,阐述了系统周期运动的规律及映射奇异性对系统局部分叉和全局分叉的影响。     

Bifurcation and chaos analysis of nonlinear rotor system with axial-grooved gas-lubricated journal bearing support

Axial-grooved gas-lubricated journal bearings have been widely applied to precision instrument due to their high accuracy, low friction, low noise and high stability. The rotor system with axial-grooved gas-lubricated journal bearing support is a typical nonlinear dynamic system. The nonlinear analysis measures have to be adopted to analyze the behaviors of the axial-grooved gas-lubricated journal bearing-rotor nonlinear system as the linear analysis measures fail. The bifurcation and chaos of nonlinear rotor system with three axial-grooved gas-lubricated journal bearing support are investigated by nonlinear dynamics theory. A time-dependent mathematical model is established to describe the pressure distribution in the axial-grooved compressible gas-lubricated journal bearing. The time-dependent compressible gas-lubricated Reynolds equation is solved by the differential transformation method. The gyroscopic effect of the rotor supported by gas-lubricated journal bearing with three axial grooves is taken into consideration in the model of the system, and the dynamic equation of motion is calculated by the modified Wilson-0-based method. To analyze the unbalanced responses of the rotor system supported by finite length gas-lubricated journal bearings, such as bifurcation and chaos, the bifurcation diagram, the orbit diagram, the Poincar6 map, the time series and the frequency spectrum are employed. The numerical results reveal that the nonlinear gas film forces have a significant influence on the stability of rotor system and there are the rich nonlinear phenomena, such as the periodic, period-doubling, quasi-periodic, period-4 and chaotic motion, and so on. The proposed models and numerical results can provide a theoretical direction to the design of axial-grooved gas-lubricated journal bearing-rotor system.     

转子弯扭耦合振动非线性动力学特性研究

对Jeffcott转子的非线性弯扭耦合振动微分方程进行了理论分析，得出了在弯扭组合共振区内弯曲振动和扭转振动的频率特征，利用数值方法对转子系统在较宽的参数域内进行分岔研究，得出了弯扭组合共振为概周期运动的结论，求出了弯扭组合共振区与不平衡量之间的关系，分析结果为转子的安全运行和弯扭组合共振故障的判别提供了理论依据。