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一类含非黏滞阻尼的Duffing单边碰撞系统的激变研究

刘莉 徐伟 岳晓乐 韩群

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一类含非黏滞阻尼的Duffing单边碰撞系统的激变研究

刘莉, 徐伟, 岳晓乐, 韩群

Global analysis of crises in a Duffing vibro-impact oscillator with non-viscously damping

Liu Li, Xu Wei, Yue Xiao-Le, Han Qun
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  • 以一类含非黏滞阻尼的Duffing单边碰撞系统为研究对象, 运用复合胞坐标系方法, 分析了该系统的全局分岔特性. 对于非黏滞阻尼模型而言, 它与物体运动速度的时间历程相关, 能更真实地反映出结构材料的能量耗散现象. 研究发现, 随着阻尼系数、松弛参数及恢复系数的变化, 系统发生两类激变现象: 一种是混沌吸引子与其吸引域内的混沌鞍发生碰撞而产生的内部激变, 另一种是混沌吸引子与吸引域边界上的周期鞍(混沌鞍)发生碰撞而产生的常规边界激变(混沌边界激变), 这两类激变都使得混沌吸引子的形状发生突然改变.
    In this paper studied is the crises in the Duffing vibro-impact oscillator with non-viscously damping by the composite cell coordinate system method. It is assumed that the non-viscously damping depends on the past history of the velocities other than the instantaneous generalized velocities. The energy dissipation behaviors of real structural materials can be preferably represented in the non-viscously damping models. Numerical simulations show that as the damping coefficient or the relaxation parameter or the recovery coefficient is varied, there appear two kinds of crises: one is the interior crisis, which results from the collision between a chaotic attractor and a chaotic saddle on the basin boundary, and the other is the regular/chaotic boundary crisis, which is due to the collision of a chaotic attractor with a periodic/chaotic saddle on its basin boundary. All the crises result in a sudden change in size and shape of the attractor.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11172233, 10932009, 11202160, 11302170)和西北工业大学基础研究基金(批准号: JC201266)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11172233, 10932009, 11202160, 11302170) and the Northwestern Polytechnical University Foundation for Fundamental Research, China (Grant No. JC201266 ).
    [1]

    Rayleigh J W S 1877 Theory of Sound (Vol.2) (New York: Dover Publications) pp135-216

    [2]

    Ruzziconi L, Litak G, Lenci S 2011 J. Vibroeng. 13 2238

    [3]

    Rossikhin Y A, Shitikova M V 2010 Appl. Mech. Rev. 63 010801

    [4]

    Sieber J, Wagg D J, Adhikari S 2008 J. Sound Vib. 314 1

    [5]

    Jin D P, Hu H Y 1999 Adv. Mech. 29 155 (in Chinese) [金栋平, 胡海岩 1999 力学进展 29 155]

    [6]

    Ding W C, Xie J H 2005 Adv. Mech. 35 513 (in Chinese) [丁旺才, 谢建华 2005 力学进展 35 513]

    [7]

    Lei H, Gan C B, Xie C Y 2010 Eng. Mech. 27 105 (in Chinese) [雷华, 甘春标, 谢潮涌 2010 工程力学 27 105]

    [8]

    Rong H W, Wang X D, Xu W, Fang T 2008 Acta Phys. Sin. 57 6888 (in Chinese) [戎海武, 王向东, 徐伟, 方同 2008 57 6888]

    [9]

    Su M B, Rong H W 2011 Chin. Phys. B 20 060501

    [10]

    Grebogi C, Ott E, Yorke J A 1983 Physica D 7 181

    [11]

    Grebogi C, Ott E, Yorke J A 1986 Phys. Rev. Lett. 57 1284

    [12]

    Szemplińka-Stupnicka W, Zubrzycki A, Tyrkiel E 1999 Nonlinear Dynam. 19 1936

    [13]

    Feng J X, Xu W 2011 Acta Phys. Sin. 60 080502 (in Chinese) [冯进钤, 徐伟 2011 60 080502]

    [14]

    Yue X L, Xu W, Wang L 2013 Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul. 18 3567

    [15]

    Hsu C S 1980 J. Appl. Mech. 147 931

    [16]

    Xu W, Sun C Y, Sun J Q 2013 Adv. Mech. 43 91 (in Chinese) [徐伟, 孙春艳, 孙建桥 2013 力学进展 43 91]

    [17]

    Hong L, Xu J X 1999 Phys. Lett. A 262 361

    [18]

    Xu W, He Q, Rong H W, Fang T 2003 Acta Phys. Sin. 52 1365 (in Chinese) [徐伟, 贺群, 戎海武, 方同 2003 52 1365]

    [19]

    Jiang J, Xu J X 1994 Phys. Lett. A 188 137

    [20]

    He Q, Xu W, Li S 2008 Acta Phys. Sin. 57 743 (in Chinese) [贺群, 徐伟, 李爽 2008 57 743]

    [21]

    He Q, Xu W, Li S 2008 Acta Phys. Sin. 57 4021 (in Chinese) [贺群, 徐伟, 李爽 2008 57 4021]

    [22]

    Li S, He Q 2011 Chin. J. Theor. Appl. Mech. 43 579 (in Chinese) [李爽, 贺群 2011 力学学报 43 579]

    [23]

    Yue X L, Xu W, Zhang Y 2012 Nonlinear Dynam. 69 437

    [24]

    Biot M A 1955 Phys. Rev. 97 14

    [25]

    Wagner N, Adhikari S 2003 AIAA J. 41 951

  • [1]

    Rayleigh J W S 1877 Theory of Sound (Vol.2) (New York: Dover Publications) pp135-216

    [2]

    Ruzziconi L, Litak G, Lenci S 2011 J. Vibroeng. 13 2238

    [3]

    Rossikhin Y A, Shitikova M V 2010 Appl. Mech. Rev. 63 010801

    [4]

    Sieber J, Wagg D J, Adhikari S 2008 J. Sound Vib. 314 1

    [5]

    Jin D P, Hu H Y 1999 Adv. Mech. 29 155 (in Chinese) [金栋平, 胡海岩 1999 力学进展 29 155]

    [6]

    Ding W C, Xie J H 2005 Adv. Mech. 35 513 (in Chinese) [丁旺才, 谢建华 2005 力学进展 35 513]

    [7]

    Lei H, Gan C B, Xie C Y 2010 Eng. Mech. 27 105 (in Chinese) [雷华, 甘春标, 谢潮涌 2010 工程力学 27 105]

    [8]

    Rong H W, Wang X D, Xu W, Fang T 2008 Acta Phys. Sin. 57 6888 (in Chinese) [戎海武, 王向东, 徐伟, 方同 2008 57 6888]

    [9]

    Su M B, Rong H W 2011 Chin. Phys. B 20 060501

    [10]

    Grebogi C, Ott E, Yorke J A 1983 Physica D 7 181

    [11]

    Grebogi C, Ott E, Yorke J A 1986 Phys. Rev. Lett. 57 1284

    [12]

    Szemplińka-Stupnicka W, Zubrzycki A, Tyrkiel E 1999 Nonlinear Dynam. 19 1936

    [13]

    Feng J X, Xu W 2011 Acta Phys. Sin. 60 080502 (in Chinese) [冯进钤, 徐伟 2011 60 080502]

    [14]

    Yue X L, Xu W, Wang L 2013 Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul. 18 3567

    [15]

    Hsu C S 1980 J. Appl. Mech. 147 931

    [16]

    Xu W, Sun C Y, Sun J Q 2013 Adv. Mech. 43 91 (in Chinese) [徐伟, 孙春艳, 孙建桥 2013 力学进展 43 91]

    [17]

    Hong L, Xu J X 1999 Phys. Lett. A 262 361

    [18]

    Xu W, He Q, Rong H W, Fang T 2003 Acta Phys. Sin. 52 1365 (in Chinese) [徐伟, 贺群, 戎海武, 方同 2003 52 1365]

    [19]

    Jiang J, Xu J X 1994 Phys. Lett. A 188 137

    [20]

    He Q, Xu W, Li S 2008 Acta Phys. Sin. 57 743 (in Chinese) [贺群, 徐伟, 李爽 2008 57 743]

    [21]

    He Q, Xu W, Li S 2008 Acta Phys. Sin. 57 4021 (in Chinese) [贺群, 徐伟, 李爽 2008 57 4021]

    [22]

    Li S, He Q 2011 Chin. J. Theor. Appl. Mech. 43 579 (in Chinese) [李爽, 贺群 2011 力学学报 43 579]

    [23]

    Yue X L, Xu W, Zhang Y 2012 Nonlinear Dynam. 69 437

    [24]

    Biot M A 1955 Phys. Rev. 97 14

    [25]

    Wagner N, Adhikari S 2003 AIAA J. 41 951

  • [1] 岳晓乐, 向以琳, 张莹. 形状记忆合金薄板系统全局激变现象分析.  , 2019, 68(18): 180501. doi: 10.7498/aps.68.20190155
    [2] 徐伟, 杨贵东, 岳晓乐. 随机参激下Duffing-Rayleigh碰撞振动系统的P-分岔分析.  , 2016, 65(21): 210501. doi: 10.7498/aps.65.210501
    [3] 刘晓君, 洪灵, 江俊. 非自治分数阶Duffing系统的激变现象.  , 2016, 65(18): 180502. doi: 10.7498/aps.65.180502
    [4] 张路, 谢天婷, 罗懋康. 双频信号驱动含分数阶内、外阻尼Duffing振子的振动共振.  , 2014, 63(1): 010506. doi: 10.7498/aps.63.010506
    [5] 韩群, 徐伟, 刘涛, 刘莉. 两个周期激励下Duffing-van der Pol系统的混沌瞬态和广义激变.  , 2013, 62(12): 120506. doi: 10.7498/aps.62.120506
    [6] 赵国忠, 蔚喜军. 统一坐标系下二维气动方程组的Runge-Kutta间断Galerkin有限元方法.  , 2012, 61(11): 110208. doi: 10.7498/aps.61.110208
    [7] 和兴锁, 闫业毫, 邓峰岩. 具有大范围运动和非线性变形的空间柔性梁在非惯性坐标系下的动力学分析.  , 2012, 61(2): 024501. doi: 10.7498/aps.61.024501
    [8] 赵艳影, 李昌爱. 时滞反馈控制扭转振动系统的振动.  , 2011, 60(11): 114305. doi: 10.7498/aps.60.114305
    [9] 冯进钤, 徐伟. Duffing单边碰撞系统的混沌鞍合并激变.  , 2011, 60(8): 080502. doi: 10.7498/aps.60.080502
    [10] 冯进钤, 徐伟, 牛玉俊. Duffing单边碰撞系统的颤振分岔.  , 2010, 59(1): 157-163. doi: 10.7498/aps.59.157
    [11] 张莹, 雷佑铭, 方同. 混沌吸引子的对称破缺激变.  , 2009, 58(6): 3799-3805. doi: 10.7498/aps.58.3799
    [12] 张义民, 张旭方. 复合随机Duffing系统可靠性分析.  , 2008, 57(7): 3989-3995. doi: 10.7498/aps.57.3989
    [13] 巢小刚, 戴 俊, 王文秀, 何大韧. 一个强、弱耗散功能可分隔系统中的特征激变.  , 2006, 55(1): 47-53. doi: 10.7498/aps.55.47
    [14] 何 阅, 姜玉梅, 申 影, 何大韧. 一个分段连续系统中的胖奇异集激变.  , 2005, 54(3): 1071-1080. doi: 10.7498/aps.54.1071
    [15] 吴重庆, 董 晖, 傅松年, 刘海涛. 任意坐标系下非圆正规光波导的一般解及应用.  , 2003, 52(2): 383-389. doi: 10.7498/aps.52.383
    [16] 陆云清, 王文秀, 何大韧. 一个电张弛振子中的瞬态激变.  , 2003, 52(5): 1079-1084. doi: 10.7498/aps.52.1079
    [17] 洪灵, 徐健学. 一类新的边界激变现象:混沌的边界激变.  , 2001, 50(4): 612-618. doi: 10.7498/aps.50.612
    [18] 马明全, 王文秀, 何大韧. 一个二维分段光滑映象中的边界激变.  , 2000, 49(9): 1679-1682. doi: 10.7498/aps.49.1679
    [19] 洪 灵, 徐健学. 常微分方程系统中内部激变现象的研究.  , 2000, 49(7): 1228-1234. doi: 10.7498/aps.49.1228
    [20] 孙建刚, 官山, 纪西萍, 何大韧, 汪秉宏, 屈世显. 动力学不连续性引起的新型激变.  , 1996, 45(12): 1970-1977. doi: 10.7498/aps.45.1970
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-31
  • 修回日期:  2013-07-08
  • 刊出日期:  2013-10-05

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