三自由度弹性碰撞系统周期运动的倍化分岔

基于非线性理论,建立了三自由度分段弹性移动碰撞面系统模型。首先,研究了该情况下系统周期运动的倍化分岔和混沌等非线性行为,求出了系统碰撞前后的切换矩阵,并使用得到的切换矩阵结合光滑系统的Floquet理论确定了该非光滑系统周期运动发生倍化分岔的条件;然后,通过在碰撞面处建立Poincaré映射,用数值方法进一步揭示了该系统周期运动经倍化分岔通向混沌的过程。结果表明:当旋转频率接近临界分岔点时,有1个Floquet特征乘子接近-1,系统发生周期倍化分岔;随着旋转频率的增加,系统经历了多周期、混沌等复杂的非线性行为。该研究结果可为大型高速旋转机械的安全稳定运行提供可靠的设计与故障诊断依据,也为其实际设计提供了理论指导和技术支持。