双稳态元件的能量传递非互易性调控作用研究

摘要

在尽量宽的激励参数范围内实现能量传递的非互易性,尤其是强非互易性,有助于非互易器件更好地发挥作用.研究了双稳态元件对能量传递模式的影响及其对非互易性的调控作用.首先,建立了由线性刚度元件、立方刚度元件和双稳态元件所组成系统的动力学方程,运用复变量平均法与最小二乘法得到系统的半解析解,再运用龙格库塔法获得系统的数值解,通过比较半解析和数值解,验证了分析过程的正确性.在此基础上,分析了简谐激励条件下系统的非互易性特征,以及激励振幅的影响.研究结果显示,无论非线性系统是否包含双稳态元件,均会经历从互易状态到非互易状态,再回归互易状态的转变过程,但两者的非互易特征存在较大差异.此外,当双稳态系统具有合适的负刚度时,可以有效降低系统进入非互易性区间所需的激励振幅临界点.

关键词

双稳态元件 / 非互易性 / 能量传递 / 非线性振动