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一类碰撞振动系统的激变和拟周期-拟周期阵发性
  • ISSN号:1000-3835
  • 期刊名称:《振动与冲击》
  • 时间:0
  • 分类:O322[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室,成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金资助(11672249;11272268;11172246)
作者: 乐源, 缪鹏程
中文摘要:

研究了一类三自由度碰撞振动系统的激变和阵发性.六维庞加莱(Pmncare)映射能够表示成另外一个不对称映射的二次迭代,这表明系统具有对称性.该系统普遍存在发生Hopf分岔后得到的一对共轭拟周期运动.根据动力系统的极限集理论,讨论了极限集的对称性,得到系统发生激变的条件,并引入一个距离函数判定对称性恢复和激变临界点.当共轭混沌吸引子和不稳定对称不动点的最小距离等于0时,一对共轭混沌吸引子将会与不稳定的对称不动点在其吸引域边界发生碰撞,从而导致激变.通过数值模拟,揭示了激变之后的一种新的阵发性动力学现象:拟周期-拟周期阵发性.其分岔机制是:两个共轭拟周期吸引子→两个共轭拟周期吸引子倍化^两个共轭带状混沌吸引子→一个对称混沌吸引子→一个对称拟周期引子,通过对称极限集理论来区分对称吸引子和共轭吸引子,同时采用QR法计算Lyapunov指数并用来确定吸引子的类型.激变导致的拟周期-拟周期阵发性,对于多自由度碰撞振动系统的动力学研究及优化设计具有重要意义.

英文摘要:

Crisis and quasiperiod-quasiperiod intermittency in a 3-DOF vibro-impact system with symmetry were studied. The system, s 6-dimensional Poincare map was expressed as the second iteration of another unsymmetric map, it implied that the system has a symmetry. Two conjugate quasi-periodic motions, coming from two conjugate periodic motions after Hopf bifurcation coexisted widely in such a dynamic system. According to the limit set theory of dynamic systems and the symmetry of the limit set, a distance function was introduced to detect the crisis of symmetry increasing. It was shown that when the minimum distance between a pair of conjugate chaotic attractors and an unstable symmetric fixed point is close to zero, a pair of conjugate chaotic attractors do not collide with the unstable symmetric fixed point on the attracting field boundary, to lead to a crisis. Numerical simulations revealed that a new intermittency behavior named the quasiperiod-quasiperiod intermittency occurs; the mechanism of symmetry restoring of quasi-periodic motion is two conjugate tori (quasi-periodic) →doubling of two conjugate tori →two conjugate band chaos attractors →a pair of symmetric chaos attractors →one symmetric torus ( quasi-periodic) ; the symmetric limit set is introduced to distinguish symmetric attractors from conjugate ones ; Lyapunov exponent spectrum computed with QR method is used to determine the type of attractors ; the quasiperiod-quasiperiod intermittency is of importance for the optimization design of vibro-impact systems.

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期刊信息
  • 《振动与冲击》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会
  • 主编:恽伟君
  • 地址:上海市华山路1954号上海交通大学
  • 邮编:200030
  • 邮箱:jvs@sjtu.edu.cn
  • 电话:021-62821366
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3835
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1316/TU
  • 邮发代号:4-349
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27302