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  • 简介:用微分求积分析了轴向移动粘弹性梁平面非线性振动的动力学行为.轴向移动粘弹性梁平面非线性振动的数学模型是一非常复杂的非线性偏微分方程组.首先用微分求积对其控制方程组进行空间离散,得到非线性常微分方程组,然后求解常微分方程组得到数值结果.在数值结果的基础上结合非线性动力学理论,利用分叉图、时间历程图、相图对其非线性动力学特性进行了分析.

  • 标签: 微分求积法 轴向移动粘弹性梁 非平面振动 混沌 分叉
  • 简介:把柔性梁的离散坐标——有限段扩展到规则柔性板中,视柔性板为带关节柔性(刚度、阻尼)的多刚体系统,详细阐述了离散坐标的基本思想、理论依据,采用牛顿-欧拉方法建立了动力学方程,借助通用有限元软件和动力学仿真程序验证了离散坐标可以解决具有几何非线性变形的规则柔性板构件的多体系统动力学问题。

  • 标签: 离散坐标法 柔性板 多刚体模型 动力学方程
  • 简介:基于将多体系统拓扑结构的形成看作是一个动态搭建过程,本文提出了一个能够由铰与物体之间关联矩阵自动选取切断铰并自动对物体和铰进行规则标号的算法.利用该算法,在建立系统动力学方程过程中可以采用铰坐标但无需人为选定切断铰,从而在很大程度上简化了输人工作有效地避免了很多人工错误.

  • 标签: 多体系统 闭环 切断铰
  • 简介:研究了非完整约束Appell-Hamel例.证明了经典Appell-Hamel例对于非完整系统的Hamilton作用量是稳定值.研究了该约束对于完整力学Rosen-Edelstein模型的解,证明了对于三个完整力学模型Ap-pell-Hamel例具有相同解.利用完整力学系统可归结为有条件的完整系统的理论,得出了经典Appell-Hamel例具有第二类Lagrange方程的形式.

  • 标签: Appell-Hamel约束 HAMILTON原理 Rosen-Edelstein模型 第二类Lagrange形式
  • 简介:均匀单参数(Winkler)地基和双参数(Pastemak)地基上自由梁的刚体模态与梁体一土体间的相互作用有关,当约束或支承不影响梁的平动和转动时,相应的刚体模态则会出现.刚体模态的频率和振随的地基的不均匀性和基床系数的变化而变化.基于哈密顿原理和变化运算,获得了考虑周围土体支承影响的双参数地基梁振动特性,并分析了不均匀地基上自由梁的广义刚体模态频率及其随地基不均性的变化规律.

  • 标签: 双参数地基 自由梁 刚体模态 不均匀性
  • 简介:考虑生物生长过程中受到的不可预知的跳跃性的环境扰动,运用一类高斯噪声建立了随机的基因转录调控系统.利用MonteCarlo得到了系统的稳态概率密度函数,研究了高斯噪声的各个参数对蛋白质浓度的影响,发现噪声强度不能够诱导基因开关,而稳定为基因开关的控制参量.进一步研究了高斯噪声作用下系统从一个态跃迁到另一个态的平均首通时间(MFPT),并讨论了各个参数不同的作用机理

  • 标签: 非高斯噪声 基因转录调控系统 稳态概率密度 平均首通时间
  • 简介:应用数学与力学经常使用小参数摄动近似.在物理与力学中有大量保守体系的分析.保守体系的特点是保辛.本文指出小参数摄动保辛的问题应予考虑.位移摄动是保辛的,而辛矩阵的加法摄动则未能保辛.数值例题给出了对比.

  • 标签: 小参数摄动法 应用数学 位移法 辛矩阵 力学 近似
  • 简介:应用谐波—能量平衡求解了强非线性单摆方程,谐波-能量平衡与经典的摄动和谐波平衡不同,不是把微分方程和初始条件分离处理;而是把微分方程和初始条件同时处理.用谐波平衡,将描述动力系统的二阶常微分方程,化为以角频率、振幅为变量的非线性代数方程组,考虑能量平衡,构成角频率、振幅为变量的封闭方程组求得解析解.谐波-能量平衡将谐波平衡与能量平衡相结合,克服了二者的缺点吸取了二者的优点.实例表明,谐波-能量平衡法方法简单,取较少谐波就可以达到较高的精度.

  • 标签: 强非线性 单摆 谐波—能量平衡法
  • 简介:研究了1/2车非线性悬架模型在路面随机激励下的平稳振动响应,并基于随机最优控制理论对其进行主动控制.首先利用等效线性化方法将具有非线性阻尼及迟滞刚度的非线性悬架模型线性化,然后将主动、被动悬架平稳随机响应进行比较,结果表明非线性主动悬架的性能要优于被动悬架.最后,通过MonteCarlo数值模拟验证了理论结果.

  • 标签: 非线性悬架 非平稳随机响应 等效线性化 随机最优控制
  • 简介:在许多线性振动的教材和手册中,关于固有振节点规律表述存在不妥.本文对该问题进行分析,指出必须理解Гантмахер和Крейн关于固有振节点定理的前提和局限性.文中详细分析了两自由度系统固有振节点的规律,给出若干新的结论.基于该规律对一类多自由度组合系统的固有振进行分析,说明可人为设计结构来满足特定的固有振阶次与节点数关系.

  • 标签: 固有振型 节点 振荡矩阵 离散系统
  • 简介:定义对称轮轨系统对称性分岔的概念,由数值积分得到系统的时间响应并建立对称轮轨系统的离散动态Poincare映射截面及其对称截面,提出“合成分岔图”的构造方法,应用该方法对一两轴转向架系统运行与理想平直轨道上的对称/不对称分岔行为和混沌运动进行分析.在研究速度范围内,发现系统存在大量的对称运动形式,也存在很多的不对称运动形式,系统的对称性刚开始是通过不可捉摸突变而破坏的.

  • 标签: 轮轨系统 “合成分岔图” 对称/不对称 分岔
  • 简介:研究了高斯列维噪声作用下非线性系统的渐近线性化方法和Lyapunov指数.利用渐近线性化方法将非线性系统线性化,通过系统的响应轨迹验证了该方法的有效性.通过广义的伊藤法则公式,推导出了列维噪声驱动下Lyapunov指数的一般表达式.给出当参数变化时,非线性系统的随机稳定性分析.

  • 标签: 非高斯列维噪声 渐近线性化 LYAPUNOV指数 随机微分方程
  • 简介:研究松弛状态下的圆截面弹性螺旋细杆,即带有原始曲率和挠率的圆截面弹性杆的平衡稳定性问题.基于Kirchhoff动力学比拟,建立用欧拉角表达的弹性杆动力学方程.忽略线加速度引起的微小惯性力,仅考虑截面转动的动力学效应,使欧拉方程封闭.证明松弛状态下的圆截面螺旋杆无论在空间域或时域均满足一次近似意义下的Lyapunov稳定性条件.从而为螺旋形态弹性细杆存在于自然界中的广泛性和稳定性作出理论解释.提示负泊松比材料的螺旋杆可能不稳定.

  • 标签: 弹性细杆 Kirchhoff动力学比拟 LYAPUNOV稳定性
  • 简介:研究了完整力学系统相对运动的稳定性.首先,建立了系统的受扰运动微分方程,进而推导了系统的能量变化方程;其次,基于能量变化方程,给出了完整力学系统相对运动的稳定性的一个判据;最后,举例说明结果的应用.

  • 标签: 非完整系统 相对运动 稳定性 能量变化方程
  • 简介:分别建立了广义保守系统的Hamilton-Tabarrok—Leech正则方程和Raitzin—Tabarrok—Leech正则方程,给出了广义保守系统的三种新型最小作用量原理:Lagrange—Tabarrok—Leech最小作用量原理.Raitzin—Tabarrok—Leech最小作用量原理和Lagrange—Raitzin—Tabarrok—Leech最小作用量原理,并举例说明这些原理的应用.

  • 标签: 广义经典力学 非保守系统 最小作用量原理
  • 简介:正交模型-正交模态(CMCM)是一种参数修改的新方法,它具有不依赖于灵敏度分析、不需要进行迭代的特点.但是在有限元存在整体建模误差时,该方法会出现无法完成修正计算的情况,本文针对此问题进行了改进.改进后的方法可以既可以处理存在局部建模误差的情况,也可以处理存在整体建模误差的情况.本文通过梁式结构的数值算例,比较了原修正方法(CMCM)、改进后的修正方法(ICMCM)以及商业软件模型修正FEMtools的修正效果.结果表明:改进的正交模型-正交模态方法可以使分析频率更好地逼近实验值,物理参数的修改也更加准确.

  • 标签: 模型修正 有限元 模态
  • 简介:电磁场节点有限元因未强加电场散度为零的条件而一直受到伪解出现的困扰.本文针对电磁共振腔问题,给出在频域的Maxwell方程表达式.通过引入Lorentz条件,推导出电磁共振腔二类变量和三类变量的变分原理,由此提出了新的电磁共振腔节点有限元,避免了伪解的出现.最后用子空间叠代求解了共振腔的本征值问题.数值算例表明本文方法是有效可行的.

  • 标签: 电磁波 有限元 共振腔 本征值 子空间叠代法
  • 简介:研究了地震作用下非线性地基中桩基的3次超谐波共振问题.从地基桩中抽象出力学模型,考虑地基的非线性因素,运用Hamilton变分原理建立了桩基的非线性控制方程.利用Galerkin方法离散上述方程,基于多尺度摄动研究了地震作用下非线性地基中桩的3次超谐波共振问题.以某嵌岩圆形桩为例,研究了地基土层厚度、剪切波速度及频率比对地震力的影响,数值模拟了非线性地基桩的3次超谐波共振响应,探讨了地震力、地基弹性及弹性系数对超谐波幅频响应的影响,最后研究桩基产生3次超谐波共振时的时间历程曲线.结果表明,当地震波频率约等于桩基固有频率的1/3时,容易激发桩的3次超谐波共振响应;桩基的3次超谐波共振响应随着地震力、弹性系数的增大而变得更加显著,随着弹性系数的增大而逐渐变小.

  • 标签: 地震力 非线性地基 3次超谐波
  • 简介:首先建立了柔性悬臂梁非线性平面运动的偏微分方程;然后运用Galerkin和多尺度方法得到平均方程,并利用规范形理论进一步将方程化简;最后用能量相位求出多脉冲跳跃的能量函数序列.Dynamics软件数值计算表明:在系统中确实存在着由多脉冲跳跃而导致的Smale马蹄混沌.

  • 标签: 非线性动力系统 混沌动力学 柔性悬臂梁 多脉冲轨道分析
  • 简介:熵在描述随机系统的演变、不稳定性、无序性或混乱程度以及信息传递方面起着重要的作用.本文对高斯噪声驱动的一类耗散动力系统的信息熵演化进行了研究,文中通过线性变换的方法简化了所研究系统的FPK方程,然后根据Shannon信息熵定义推导出了该耗散动力系统随时间演化信息熵的精确表达式,最后分析了高斯噪声和系统耗散参数对系统信息熵的影响.

  • 标签: 信息熵 非高斯噪声 耗散动力系统 Fokker—Planck方程