分段对称非线性刚度作用下的轧机辊系分岔与混沌行为分析

摘要

考虑轧机辊系间分段对称非线性刚度以及轧机受到的外部周期性激励的影响,建立了具有分段对称非线性刚度的轧机辊系振动模型。应用最小二乘法将分段对称非线性刚度项拟合成一条连续曲线,给出了振动系统的动力学方程,并运用多尺度法求解轧机振动系统的幅频方程,在此基础上运用奇异性理论得到余维为3的轧机振动系统分岔响应方程,讨论了3种不同开折参数情形下系统的稳态响应转迁集,研究了振动系统在非自治情形下的分岔特性及出现不同分岔形态的条件。通过数值仿真,研究了轧机振动系统的安全盆被侵蚀的过程与通向混沌过程的趋势及临界值,给出了轧机振动系统的安全盆分岔行为和混沌行为特征。研究结果为轧机振动系统中广泛存在的动力学行为分析与控制提供了一定的理论参考。