振动压实系统非线性动力学分析：滞回与混沌现象

"这篇文章是2008年6月发表在《机械科学与技术》杂志第27卷第6期的一篇论文，主要探讨了振动压实系统的非线性动力学特性。作者包括辛丽丽、梁继辉和闻邦椿，他们分别来自东北大学机械工程与自动化学院和沈阳理工大学汽车与交通学院。论文关注的是振动摩擦如何导致物料弹塑性变形，以及由此产生的滞回效应在振动压实过程中的表现和影响。通过建立二自由度系统模型，作者运用数值方法进行了分析，并通过仿真研究了激振力等因素对滞回环的影响，揭示了在某些参数条件下系统可能出现混沌现象。" 本文的核心知识点如下： 1. **振动压实原理**：在周期性载荷下，物料受到振动摩擦的作用，发生弹塑性变形。这种变形是由于物料内部应力应变的不均匀性导致的。 2. **非线性动力学**：振动压实系统中的弹性恢复力与位移之间的关系呈现出滞回特性，即力与位移的关系不是简单的线性关系，而是具有记忆效应的非线性动态行为。 3. **滞回效应**：滞回现象是指在循环加载下，材料的应力-应变曲线不会重合，形成闭合但不重叠的曲线，即滞回圈。这种现象揭示了物料的变形过程和压实效果。 4. **系统模型**：为了深入研究这个问题，论文构建了一个具有分段曲线的二自由度系统模型，该模型能够更真实地模拟实际系统的复杂行为。 5. **数值方法**：作者使用数值方法来求解这个非线性动力学模型，这是一种通过数值计算来逼近解析解的方法，适用于解决复杂的非线性问题。 6. **参数影响分析**：通过仿真分析，作者考察了激振力、物料的刚度和阻尼等关键参数对滞回环形状和动态行为的影响。这些参数的变化可以显著改变系统的动力响应。 7. **混沌现象**：论文指出，在特定的参数组合下，振动压实系统可能出现混沌现象。混沌是一种高度敏感依赖初始条件的动态行为，表明系统的长期预测变得极其困难。 8. **学科分类**：这篇论文属于工程技术领域，特别是机械工程中的动力学分析，涉及到的学科还包括材料科学和非线性动力学。 9. **参考标识**：根据给出的信息，这篇论文的中图分类号是TH113，文献标识码为A，文章编号为1003-8728(2008)06-834-03，这些都是学术文献检索的重要标识。 通过对这些知识点的深入理解和应用，工程技术人员可以更好地设计和控制振动压实设备，优化物料的压实过程，提高生产效率和质量。同时，对于非线性动力学的研究也有助于预测和控制系统的动态行为，防止可能出现的不稳定性和混沌现象。