磁耦合悬臂梁双稳动力学分析与实验

摘要：

研究了一个自由端附加小磁铁的悬臂梁在磁力作用下的双稳态动力学行为.首先,利用Hamilton原理和Euler-Bernoulli梁的基本方程建立了系统在非零平衡点处做微幅振动的动力学方程.其次,利用多尺度法对建立的模型进行理论分析,得到悬臂梁在非零平衡点处振动的幅频方程和位移解,并对解进行了稳定性分析.最后,通过建立实验装置,得到悬臂梁不同运动形式下的参数平面分类和悬臂梁在非零平衡点处振动的幅频关系,通过观察系统在非零平衡点处振动的理论预测,实验结果验证了非零平衡点处振动的理论分析的正确性.对照理论、实验和数值结果得到:在不同的外激励幅值和频率作用下,悬臂梁有三种不同的运动形式:在非零平衡点处的微幅振动;大范围往返运动;在两个非零平衡点之间的无规律运动.

关键词：磁力、双稳态、非线性动力学、实验

所属期刊栏目：36

分类号：O322;TM14(振动理论)

资助基金：国家自然科学基金11572224

在线出版日期：2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：370-380