杨涛1,胡宇达2
Tao Yang1,
摘要: 加工工艺与服役工况所产生的初始几何缺陷,是导致结构动力失稳的重要诱因。然而,该类缺陷对结构动力学行为的影响路径尚不明晰,尤其在涉及分岔与混沌等复杂非线性行为时,初始几何缺陷与结构运动状态、复杂物理环境之间的耦合失稳机理更是存在理论空白。基于此,选取具有初始几何缺陷的旋转运动功能梯度(FGM)圆柱壳作为研究对象,开展温度场、磁场和外部激励力等多物理场环境作用下的壳体分岔与混沌行为研究。首先,综合考虑几何非线性,热弹性非线性和磁化非线性的影响,通过哈密顿原理推得可表征初始几何缺陷、旋转运动和结构物性参数空间梯度变化特征的磁热弹非线性动力学模型。随后,采用伽辽金法将偏微分方程离散为常微分方程,并基于Melnikov方法解析求得马蹄型混沌发生的临界条件。最后,结合数值算例对系统的分岔与混沌行为进行参数化研究,阐明不同控制参量对系统分岔混沌行为的影响机制。结果表明:初始几何缺陷通过调控结构的非线性特征,改变动力系统对外部多场环境的敏感性;磁场强度通过电磁阻尼效应对混沌产生阻滞作用,而外部激励则通过能量注入促进混沌的发生。
中图分类号: