EQUIVALENT CIRCUIT SIMULATION OF A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM ELASTIC COLLISION VIBRATION SYSTEM WITH GAPS

ZHU Xifeng; FU Wenbin; MA Shuo; ZHENG Dong

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2025.01.004

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EQUIVALENT CIRCUIT SIMULATION OF A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM ELASTIC COLLISION VIBRATION SYSTEM WITH GAPS

·Vibration·Noise·Monitoring·Diagnosis· | 更新时间：2025-01-23

- EQUIVALENT CIRCUIT SIMULATION OF A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM ELASTIC COLLISION VIBRATION SYSTEM WITH GAPS
- Journal of Mechanical Strength Vol. 47, Issue 1, Pages: 31-41(2025)
- 作者机构：
  
  1.兰州交通大学机电工程学院，兰州 730070
  2.甘肃省轨道交通装备系统动力学与可靠性重点实验室，兰州 730070
- 作者简介：
  
  ZHU Xifeng, E-mail: zhuxf@mail.lzjtu.cn
- 基金信息：
  
  Science and Technology Plan of Gansu Province(20JR5RA424)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.01.004
  CLC： TH39
- Published：15 January 2025，
  
  Received：02 June 2023，
  
  Revised：06 July 2023，
- 稿件说明：
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ZHU XIFENG, FU WENBIN, MA SHUO, et al. EQUIVALENT CIRCUIT SIMULATION OF A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM ELASTIC COLLISION VIBRATION SYSTEM WITH GAPS. [J]. Journal of mechanical strength, 2025, 47(1): 31-41.
DOI：

ZHU XIFENG, FU WENBIN, MA SHUO, et al. EQUIVALENT CIRCUIT SIMULATION OF A TWO-DEGREE-OF-FREEDOM ELASTIC COLLISION VIBRATION SYSTEM WITH GAPS. [J]. Journal of mechanical strength, 2025, 47(1): 31-41. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.01.004.

摘要

以一类两自由度含间隙及弹性约束碰撞系统为研究对象，通过数值仿真方法，研究了系统在低频工况下周期运动的区域分布及转迁规律，得出随着激振频率的减小，

/1周期运动发生擦边分岔转迁为（

+1）/1周期运动，当碰撞次数足够大时，系统呈现Chattering-impact特性。随后建立与碰撞系统完全等效的电路模型并进行仿真实验。研究结果表明，建立等效电路产生的结果与数值仿真产生的结果相一致，且等效电路在仿真实验时运算速度更高效，能够实现快速的模态转换及参数调节，使之更加便捷，为非线性动力学的研究提供了一种研究方法。

Abstract

A two-degree-of-freedom collision system with gap and elastic constraint was used as the research object

and the regional distribution and transitions of the periodic motion of the system under low frequency conditions were studied b

y numerical simulation.It was obtained that with the decrease of excitation frequency

the

/1 periodic motion occurs with grazing bifurcation transitions to （

+1）/1 periodic motion.When the number of collisions was large enough

the Chattering-impact characteristics were presented.Then a circuit model that was completely equivalent to the collision system was established and simulation experiments were carried out.The results show that the results generated by establishing the equivalent circuit are consistent with those generated by numerical simulations

and the equivalent circuit is more efficient in simulation experiments

which can realize fast modal transitions and parameter adjustments，making it more convenient and providing a research method for the study of nonlinear dynamics.

关键词

振动系统模态转换数值仿真颤碰运动等效电路

Keywords

Vibration systemModal conversionNumerical simulationChattering-impact motionEquivalent circuit

references

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