圆薄板非线性动力稳定问题

本文首先推导出圆薄板的动力变分方程,用加辽金法得到一个三次非线性振动方程,用多尺度法对非共振硬激发进行了求解,继而对稳定性作了研究。     

具有单自由度非自治系统的受迫振动

本文用奇异摄动理论中的多重尺度法的导数展开方法,求解了在微粘性阻尼作用下质点的受迫振动方程,研究的是五次非线性问题,给出了在硬激发和软激发两种情况下的一阶近似解和在共振情况下的频率响应方程。     

圆薄板受迫大振幅问题

本文首先推导出圆薄板受迫振动微分方程,用伽辽金法得到了一个三次非线性振动方程,用多尺度法对硬激发进行了求解,给出了超谐和次谐共振的稳态解。     

无阻尼Duffing方程的多值共振解的稳定性研究

利用非线性动力学的原理和方法,分析无阻尼Duffing方程在软非线性和硬非线性情况下的多值共振解的稳定性;并通过数值模拟,给出范德玻尔平面上的相图,相图证实所给方程的多值共振解稳定性的结论.     

刚-柔耦合的对称天线结构非线性主共振

本文研究了主共振激励下空间天线的非线性动态响应.考虑机械臂与天线的耦合,提出了一种由两级刚性臂与两根各向同性柔性梁组成的T-型梁式结构.采用Lagrange方程和假设模态方法,建立了T-型刚柔耦合天线面内四自由度非线性动力学方程.利用多尺度法获得主共振三次近似解,得出系统主共振幅频响应解析方程.对系统幅频响应进行分析,结果表明主共振响应存在多解和非线性跳跃现象,激励对模态幅值及非线性特性具有显著影响.随着激励的增大,系统出现由刚度硬特性向软特性的转变;当激励超过临界值时,系统幅频响应表现出刚度渐软特性,共振频率随简谐激励幅值的增大而减小.     

轴向受力梁强非线性超谐波与次谐波共振的能量迭代法

研究了在横向动载荷作用下存在轴向力的一类梁的强非线性振动;建立了梁振动的二阶强非线性非自治微分方程,并对求解强非线性自治系统的能量迭代法加以改进,用于求解梁的强非线性非自治系统,其方法是:由能量法得到主共振、超谐共振和次谐共振的一次近似解的表达式;引入牛顿迭代的思想和最小二乘法,得到高次近似解的表达式.研究结果表明:用改进后的能量迭代法求解强非线性非自治系统精度较高;分析这种非线性梁的振动时,除了要考虑其主共振外,还要考虑超谐共振和次谐共振.     

(NBu_4)_2[Zn(dmit)_2]的三阶非线性光学特性和光限幅特性的研究

利用Z-scan方法系统地研究了(NBu4)2[Zn(dmit)2]在丙酮溶液中的共振和非共振三阶非线性光学特性和光限幅特性.在532 nm皮秒脉冲激光的激发下,样品表现了较强的饱和吸收特性,三阶非线性折射率为负值;在1 064 nm皮秒脉冲激光激发下样品三阶非线性折射率为正值,并表现出了明显的光限幅效应.样品的三阶非线性吸收系数β=-2.94 cm/GW.估算了共振条件下的共振增强因子约为32.2,由此推断:由于共振增强的影响,在相同实验条件下,由532 nm的激光激发比在1 064 nm激发下样品的三阶非线性极化率大两个数量级.在λ=1 064 nm和532 nm两种波长的激发下样品的分子二阶超极化率γ分别等于1.18×10-32(esu)和 -3.77×10-30(esu).     

滚珠丝杠传动非线性刚度动态特性的数值仿真

数控工作台是一个复杂的非线性动力学系统.其滚珠丝杠副刚度的非线性变化规律分别呈软弹簧和硬弹簧特性,其动态特性分别遵循软、硬特性的Duffing方程.用MATLAB/SIMULINK仿真平台,分别对软、硬特性Duffing方程的动态特性进行仿真,得到不同工况下的特征相图.仿真结果表明其几何特征丰富多彩;存在周期运动、准周期运动和混沌运动等多种运动状态;存在由倍周期分岔向混沌运动的演变过程;软特性比硬特性运动状态复杂、出现混沌的机会更多.提出了为提高精加工过程中的质量,应把工件装夹在工作台中间,使加工过程中滚珠丝杠副运行在弱非线性区;精选走刀方向,使刚度非线性呈硬特性,以减少出现混沌的机会.     

掺杂一维分子链的局域激发

采用分子动力这的计算机模拟方法，研究了溶入液体或固体系统的一个杂质分子的能量局域激发，所采用的结构是在一个硬球系统中掺入一个软球，在保持软球硬度不变的情况下，逐步改变硬球的硬度参数，得出一维情况下软球的能量局域激发与系统中硬球硬度的相互关系。     

关于Duffing方程的受迫振动问题

用奇异摄动理论中的推广平均法，讨论了非自治系统Ｄｕｆｉｎｇ方程的受迫振动问题。给出了其在硬激励和软激励情况下的一阶近似解和共振情况下的频率响应方程。     

局域非简谐近似下一维β-FPU双原子链中的能隙呼吸子

采用局域非简谐近似(LAA)和旋转波近似(RWA),讨论一维β-FPU双原子链中的能隙呼吸子.在驻波边界条件下数值求解一维β-FPU双原子链晶格振动的运动方程组,得到不同耦合系数,不同非线性系数以及不同原子质量比情况下的能隙呼吸子,并进行了分析和讨论.无论是在硬非线性还是软非线性情况下,呼吸子解都是随着耦合系数的增大,其空间扩展范围也随之增大;非线性作用越强,能隙呼吸子局域化越强;随着原子质量比的增大,能隙呼吸子在空间越来越局域;软非线性情况下的呼吸子随不同参数发生变化的程度,要比硬非线性的呼吸子明显得多.     

地震作用下桩基的1/3次亚谐波共振分析

建立了均匀地基下桩基础的非线性运动方程。运用Galerkin方法对运动方程进行一阶模态截断,得到离散的非线性振动方程。利用多尺度法求得该系统1/3次亚谐波共振的一阶近似解。分析了频率比、剪切波速度及土层厚度等参数对地震惯性力和亚谐波共振幅频响应的影响,并通过与非共振硬激励情况对比分析1/3次亚谐波共振对系统实际动力反应的影响。研究结果表明:在软弱土层中,剪切波速度及土层厚度对地震惯性力影响显著;1/3次亚谐波共振区域对外激励幅值敏感;阻尼大于一定值后,系统将不出现1/3次亚谐波共振响应;1/3次亚谐波共振显著增大系统稳态动力响应位移。     

充液挠性航天器俯仰运动非线性动力学分析

考虑了带弹性帆板与液体燃料的航天器做俯仰运动时刚-液-弹之间的相互耦合作用,采用已推导的刚-液-弹耦合系统非线性动力学方程组,应用多尺度法对耦合系统液体一阶主共振的非线性动力学特性进行解析分析,发现了幅频曲线软、硬特性随液深发生转换的现象,发生转换时的临界液深值大小与液体燃料在航天器中的位置、航天器与弹性帆板的转动惯量相对于液体燃料密度的比值均有关,并通过与数值模拟比较,验证了解析分析的正确性。     

充液挠性航天器俯仰运动非线性动力学分析

考虑了带弹性帆板与液体燃料的航天器做俯仰运动时刚-液-弹之间的相互耦合作用,采用已推导的刚-液-弹耦合系统非线性动力学方程组,应用多尺度法对耦合系统液体一阶主共振的非线性动力学特性进行解析分析,发现了幅频曲线软、硬特性随液深发生转换的现象,发生转换时的临界液深值大小与液体燃料在航天器中的位置、航天器与弹性帆板的转动惯量相对于液体燃料密度的比值均有关,并通过与数值模拟比较,验证了解析分析的正确性。     

转动弹性约束浅拱的2:1内共振非线性模态

采用多尺度法进行直接摄动构造一端转动弹性约束浅拱发生2:1内共振时的非线性模态。在线性频率/模态及形函数中考虑弹性约束边界的影响,分析约束刚度不同时浅拱非线性模态的频率/幅值及时空效应。研究结果表明:转动弹性约束的存在使得频谱上出现模态转向,模态与形函数不对称;内共振非线性系统存在单模态运动和耦合模态运动;转动弹性约束的存在导致最低2阶模态之间的2:1内共振被激发;非线性模态的频率/幅值具有显著的非线性效应,且不同约束刚度时动力形态呈现不同的时空效应。     

淀粉的共振散射光谱研究

淀粉溶液在290,470和680nm处共产生3个共振散射峰．它是一种非线性光学介质,当激发波长为290nm时,淀粉超分子分别于290,580和870nm产生一个共振散射峰、一个1／2分频散射峰和一个1／3分频散射峰;当激发波长为680nm时,在680nm产生一个共振散射峰,而在340nm产生一个较该共振散射峰更强的2倍频散射峰,在227,450和907nm分别产生3倍频散射峰、3／2倍频散射峰和3／4分频散射峰．分频散射和倍频散射与共振散射有相似的散射行为．     

非线性耦合振动系统的频响函数

求系统的频响函数是研究非线性振动问题的一个关键。本文应用多尺度法通过消除摄动方程的永年项来获得频响函数。具体讨论了一个二自由度非线性耦合系统,求出了在不同主共振和内共振情况下的频响函数。     

基于二次特征值法的矩形薄板的动力稳定性研究

基于Von-Karman薄板大挠度理论,利用Galerkin法得到面内周期荷载作用下四边简支矩形薄板的二阶常微Mathieu-Hill型参数振动方程;运用二次特征值法分别求出矩形薄板线性参数振动方程周期为2T和T时的主要与次要动力不稳定域,并用有限元数值分析方法验证了二次特征值法的精确性,同时定性地分析了主要参数共振下非线性弹性对系统定态振幅的影响。分析结果表明:1当激发力频率近薄板两倍自振频率时,薄板发生强烈的横向参数共振;2二次特征值法可精确计算矩形薄板发生动力不稳定时对应的频率和激发系数;3随着薄板振幅的增长,非线性的存在抑制了定态振动幅值的无限增长,牵引系统向大频率方向振动,导致振幅稳定增加或迅速增大的复杂振动状态。     

一类两参数四阶边值问题的可解性

首先讨论弹性梁方程的两参数线性值问题的谱结构，然后在非共振条件下所研究一类非线性四阶边值问题的可解性，主要利用了Leray-Schauder原理。     

强非线性主动隔振系统的运动响应及传递率

建立了主动隔振体的非线性动力学方程,即有阻尼受迫振动Duffing方程;对求解强非线性自治系统的能量迭代方法加以改进,将其用于求解强非线性非自治系统,得到了主动隔振系统周期运动响应的解析表达式和振幅-频率关系曲线,并按新振动传递率定义研究了振动传递率与频率的关系.应用这一方法,获得了精度较高的周期解表达式、振幅与频率关系曲线以及位移传递率与频率关系曲线;得到了主动隔振问题的有关结果:对于非线性硬弹簧系统(α＞0),随着非线性项系数增大,共振的振幅虽然减小,但传递率增大,故隔振效果较差;对于非线性软弹簧系统(α≤0),随着非线性项系数的绝对值增大,共振的振幅减小,同时传递率也减小,故非线性软弹簧系统(α≤0)具有较好的主动隔振.