温度变化对悬索模态耦合共振特性影响

摘要：

悬索是一种典型的大跨度低阻尼柔性系统,其包含平方和立方非线性特征,从而呈现出各种非线性动力学行为,尤其是在不同模态之间发生的耦合共振响应.此外实际工程中悬索受气温、太阳辐射、风等因素影响,周围温度场变化明显,而悬索线性和非线性振动特性对于温度变化较为敏感.本研究以悬索同时发生主共振和3∶1 内共振为例,将之前忽略模态耦合的单自由度模型扩展到两自由度模型,并利用多尺度法求得系统直角坐标下的平均方程.基于所绘制的系统各类响应曲线,对温度变化下悬索模态耦合振动特性开展详细论述.数值算例结果表明:温度下降(上升)时,Irvine参数更大(更小)的悬索容易发生3∶1 内共振;在内共振的区间,低阶模态响应幅值受温度变化的影响大于高阶模态的响应幅值;霍普夫分岔对于温度变化的敏感程度要高于鞍结点分岔;在耦合共振区间,系统周期运动对温度变化较为敏感,温度变化有可能导致系统的周期运动变为非周期.

关键词：悬索、温度变化、内共振、立方非线性、分岔与混沌

所属期刊栏目：40

分类号：O322(振动理论)

资助基金：国家自然科学基金;福建省自然科学基金资助项目;福厦泉国家自主创新示范区协同创新平台资助项目

在线出版日期：2023-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：865-872