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含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:2012.6.6
  • 页码:1105051-1105056
  • 分类:O322[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]石家庄铁道大学机械工程学院,石家庄050043
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11072158,10932006);河北省杰出青年科学基金(批准号:E2010002047);教育部新世纪优秀人才支持计划和教育部长江学者和创新团队发展计划(批准号:IRT0971)资助的课题.
  • 相关项目:半主动吸振系统的非线性动力学研究
中文摘要:

研究了一个含分数阶微分的线性单自由度振子,通过平均法得到了系统的近似解析解.在近似解中.分数阶微分项的系数和阶次以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式影响着系统的动力学特性,这一点与现有文献中直接将分数阶微分项归类为阻尼进行处理的方法完全不同.比较了近似解析解和数值解,二者的符合精度很高,证明了近似解析解的准确性.分析了分数阶系数和分数阶阶次对系统响应特性的影响,发现分数阶系数和分数阶阶次都既可以通过等效线性阻尼影响系统的共振振幅,又可以通过等效线性刚度影响系统的共振频率.

英文摘要:

A linear single degree-of-freedom oscillator with fractional-order derivative is researched by the averaging method, and the approximately analytical solution is obtained. The effects of the parameters on the dynamical property, including the fractional coefficient and the fractional order, are characterized by the equivalent linear damping coefficient and the equivalent linear stiffness, and this conclusion is entirely different from the published results. The comparison of the analytical solution with the numerical results verifies the correctness of the approximately analytical results. The following analysis on the effects of the fractional parameters on the amplitudefrequency is fulfilled, and it is found that the fractional coefficient and the fractional order could affect not only the resonance amplitude through the equivalent linear damping coefficient, but also the resonance frequency by the equivalent linear stiffness.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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:49876