压电抖振系统在气动激励下表现出丰富的非线性动力学。除了在能量收集方面的有益影响外,非线性还可能导致混沌响应,从而可能影响系统性能。与未报告混沌行为的双稳态能量收集器不同,三稳态抖振系统展现了实验观察到的非周期振荡;但潜在的混沌机制在理论上尚未被探索。本文首次研究了三稳态压电抖振系统的非线性动力学,阐明了从周期振荡到混沌的过渡。利用谐波平衡法、Lyapunov指数分析和分岔映射,揭示了完整的演化路径。该系统从中心势阱出发,经历了Hopf分岔,随后出现了对称破缺分岔,触发了周期翻倍级联,这与经典抖振不稳定性有根本不同。混沌状态的特征是正的Lyapunov指数和分形盆地边界,代表了独特的动力行为。分析显示,混沌响应使功率输出减少多达80%。参数研究表明,通过降低立方投影刚度,可以显著降低跨阱极限周期的临界风速,有效抑制纯混沌区域。本研究为三稳态压电抖振系统中的混沌现象提供了理论基础,并提供了可行的性能提升设计指南。
李等人(Sat,)研究了这个问题。