Определение бифуркации

Определение. Бифуркация называется не выводящей нз класса систем Морса—Смейла, если по обе стороны соответствующей бифуркационной поверхности в шаре в у М) достаточно малого радиуса с центром в точке на этой поверхности всюду плотны системы Морса—Смейла. [c.95]

Для линейного тела задача по определению бифуркации решений сводится к задаче определения собственного состояния [47] . Пусть при некотором значении параметра деформирования ter Достигается собственное состояние, так что для собственного поля W справедливы равенства [c.133]

Некоторые задачи с бифуркацией решений для устойчивых равновесных конфигураций конструкций из упругопластического материала рассмотрены в [24, 84]. Таким образом, для нелинейного тела задача по определению бифуркации решений не сводится к задаче по определению собственных состояний. [c.143]

Бифуркация — математический образ, отвечающий перестройке характера движения физической системы, химической системы и т. д. Математическое определение бифуркации опирается на понятие топологической эквивалентности динамических систем. Согласно, например, [17] две системы топологически эквивалентны, если движения одной из них могут быть сведены к движениям другой непрерывной заменой координат и времени. Рассмотрим в качестве примера фазовые портреты на рис. 1.3 и 1.4, которые на первый взгляд кажутся совершенно различными. Введением новой системы координат их можно свести один к другому (предоставляем это читателю), т. е. переход от фазового портрета на рис. 1.3 к фазовому портрету на рис. 1.4 не есть бифуркация, поскольку бифуркация — это переход от одной системы к топологически неэквивалентной. [c.312]

Эта глава, которая является вводной, содержит изложение основных понятий и положений, необходимых для изучения нелинейных колебаний. Прежде всего следует сказать несколько слов о колебательных явлениях вообще и о нелинейных колебаниях в частности. Общие закономерности, которыми обладают колебательные процессы в системах различной физической природы, составляют предмет науки, получившей название теории колебаний. Под колебательным явлением принято понимать либо то, что связано с фактом установившегося движения в рассматриваемой системе, либо то, что связано с процессом перехода от одного установившегося движения к другому. Установившееся движение характеризуется повторяемостью и определенной устойчивостью (смысл последнего понятия будет уточнен ниже). Переходные процессы характеризуются тем установившимся движением, к которому они приближаются. Множество переходных процессов данного установившегося движения образует его область притяжения. Смена установившихся движений, которая происходит в результате изменения какого-нибудь физического параметра рассматривае.мой системы при его переходе через некоторое значение, называется бифуркацией. Если при этом смена установившихся движений происходит достаточно быстро, т. е. скачкообразно, то говорят о жестком возникновении нового режима. В противном случае возникновение нового режима называют мягким . Колебательные явления, возникающие в так называемых нелинейных системах, называются нелинейными колебаниями. Однако, прежде чем определить, что такое нелинейная система, рассмотрим более общий класс систем, называемых динамическими системами. [c.7]

Подведем некоторый итог. Ради определенности пусть для рассматриваемого нами седлового равновесия при Li = О и X = О седловая величина ст < 1. Тогда при возрастании X вдоль оси j, = О появится устойчивый предельный цикл с некоторой областью притяжения. Исходя из точки X > О, J, = О, будем увеличивать ц. При этом предельный цикл превратится сначала в устойчивый обычный синхронизм. Затем он трансформируется в стохастический синхронизм. При этом область притяжения предельного цикла последовательно будет переходить в область притяжения обычного и стохастического синхронизмов и затем по пересечению границы р = О в область притяжения какого-то нового установившегося движения. Структура разбиения плоскости параметров р, в окрестности точки Л = х = О очень сложная. Достаточно заметить, что при монотонном изменении Я в сторону возрастания вдоль оси j, = О число вращения 7 монотонно убывает от значения ) у = оо. Сказанное основывается на предположении об общем характере бифуркаций и полученных ранее сведениях о точечном отображении Гзя, согласно которым между [c.376]

Для стержней и пластин (рис. 15.1, 15.2) после бифуркации при нагрузке р наблюдается неединственность решения задачи и резкое возрастание прогибов, которое, как правило, приводит либо к разрушению, либо к недопустимо большим деформациям. Такое поведение стержней и пластин предопределило успех бифуркационной теории Эйлера. У оболочек (рис. 15.3) после бифуркации при нагрузке р наблюдается резкое падение сжимающей нагрузки при одновременном росте перемещений. Оболочки весьма чувствительны к начальным несовершенствам формы и поэтому при анализе их поведения основное значение имеет максимальная нагрузка Рт, которую она выдерживает перед наступлением катастрофического выпучивания. Для определения же максимальной нагрузки необходимо решать нелинейную задачу о выпучивании оболочки с учетом начальных прогибов fo (рис. 15.3) либо других начальных несовершенств. [c.321]

Для решения системы уравнений (15.10), (15.11) можно воспользоваться методом Бубнова — Галеркина, который приводит задачу к решению системы однородных алгебраических уравнений относительно неопределенных коэффициентов Атп, бтп- Приравнивая нулю определитель, составленный из коэффициентов этой системы, находим условие для определения бифуркационных значений параметра нагрузки N. Иногда это условие можно получить непосредственной подстановкой выражений (15.13), (15.14) в уравнения бифуркации (15.10), (15.11). [c.326]

Отметим, что при решении задач бифуркации и устойчивости с учетом сложного нагружения нет необходимости в определении границы Zp раздела зон активного и пассивного деформирования в силу того, что функционалы [c.343]

На рис. 16.7, 16.8, 16.9 приведены результаты расчетов по определению интенсивности напряжений сг в момент чисто пластической бифуркации для цилиндрической оболочки из сплава В95 по различным теориям при сжатии, кручении и сжатии с кручением. Кривые 1 отвечают модифицированной теории, 2 — теории устойчиво- [c.355]

Поэтому важным является определение фрактальной размерности структуры не только исходной, но и динамической. Степень разрыхления структуры непосредственно контролируется пластическими свойствами материала, а следовательно, фрактальная размерность пластически деформированных объемов должна зависеть от степени деформации. Однако, такую связь легче всего установить в критических точках (точки бифуркаций), обладающих свойствами универсальности. [c.100]

Бифуркация - 1) спонтанный переход системы в новое качественное состояние при достижении критических условий (физическое понятие) 2) ветвление решения нелинейных уравнений при вполне определенных начальных условиях (математическое понятие). [c.147]

Управляющий параметр - какой-либо параметр, выделяемый системой при неравновесных условиях. Изменение и флуктуации У.п. определяют дальнейшее направление эволюции системы в критических точках (точках бифуркации), а также в областях, предшествующих критическим точкам. Все остальные параметры системы становятся зависимыми от У.п. При определенных условиях в системе может произойти смена управляющего параметра. [c.155]

Отображение (32,1) дает альтернативный способ определения характера течения вблизи бифуркации. Самому периодическому движению отвечает неподвижная точка преобразования [c.170]

Таким образом, каждой точке кривой соответствует определенное положение равновесия. Линеаризуя уравнение, мы, естественно, не можем охватить всего многообразия форм равновесия. При малом значении ф мы получаем только ту часть графика, которая непосредственно примыкает к оси ординат. Мы смотрим на эту картину как бы через узкую щель — через чуть приоткрытую дверь — и видим только ось ординат и часть кривой, проходящей через точку бифуркации Л. Но в пределах малых значений ф эта кривая представляется нам как горизонтальная прямая, и определить угол ф при силе Р=сН мы не можем. Перемещение оказывается неопределенным, угол ф может быть любой малой величиной. При силе, большей с/1, упрощенное линеаризованное уравнение дает нам только форму равновесия, соответствующую точкам, расположенным на оси ординат, т. е. тривиальную форму равновесия. [c.419]

В соответствии с этим методы определения функций положений и функций перемещений звеньев различны. Функции положений звеньев определяют в результате решения систем уравнений, отображающих зависимости переменных и фиксированных величин, характеризующих кинематические схемы механизмов. Таким образом, методами определения функций положений звеньев являются методы решения уравнений и их систем. Функции перемещений звеньев строятся из отрезков функций положений звеньев по условиям гладкости сопряжений кусков функций положения. Следовательно, методы построения функций перемещения должны основываться на определении левосторонних и правосторонних пределов функций положения и их производных в точках ветвления (бифуркации). [c.46]

Случаи 8° и 10° в определенном смысле сводятся к исследованию бифуркаций положений равновесия с нулевым и парой чисто мнимых собственных значений и с двумя мнимыми парами соответственно. Специальные исследования бифуркаций неподвижных точек диффеоморфизмов в случаях 8°—10°, насколько нам известно, не проводились. [c.53]

Некоторые бифуркации, описанные в этой главе, приводят к возникновению странных аттракторов. Существуют разные, не эквивалентные между собой определения аттракторов. На физическом уровне строгости аттрактор — это множество траекторий в фазовом пространстве, отвечающее установившимся режимам . Обсуждение различных определений аттрактора и описание некоторых бифуркаций аттракторов содержатся в 8. [c.87]

Определение. Значения е, для которых о(е)б5 (Л1), называются бифуркационными, а изменение топологической структуры разбиения фазового пространства на траектории динамической системы, порожденной векторным полем w(e), при переходе через бифуркационное значение г, называется бифуркацией. [c.87]

Нелокальные бифуркации на сфере однопараметрический случай. Начнем с определений. Пусть М — двумерная замкнутая гладкая поверхность, —множество С -гладких семейств -гладких векторных полей на М это множество состоит из С -отображений отрезка /=[0, 1]Эе в пространство уЛ(М). Семейство типично, если оно принадлежит множеству второй категории Бэра в [c.99]

Внутренние бифуркации и кризисы аттракторов. В оставшейся части параграфа обсуждаются бифуркации аттракторов. При этом под аттрактором понимается максимальный аттрактор в поглощающей области. Напомним определения. Обозначим через / поток, порожденный векторным полем v. [c.159]

Внутренние бифуркации и кризисы положений равновесия и циклов, в соответствии с приведенными в п. 8.3 определениями, разобьем бифуркации циклов на внутренние и кризисы. Будем говорить, что имеет место мягкий (жесткий) случай,. если в момент бифуркации положение равновесия или цикл устойчивы (неустойчивы). [c.160]

Существование определенной иерархии процессов самоорганизации обусловлено усложнением способа затрат энергии на образование свободной поверхности при распространении трещины. При изменении условий нагружения, когда оно перестает быть регулярным, переходы через точки бифуркации могут быть результатом изменения количества компонент или самих параметров, управляющих процессом. Однако во всех случаях наблюдаемые структуры, представляющие собой ступени самоорганизации, возникают, а не накладываются извне. Указанный принцип синергетики означает, что иерархия процессов, присущих данной системе, может быть выявлена при любом виде внешнего воздействия — неизменном и нестационарном. [c.122]

Рассматриваемый принцип синергетики означает независимость реализуемых процессов разрушения от вида и условий внешнего воздействия в пределах между двумя соседними точками бифуркации. Один и тот же механизм, или процесс эволюции открытой системы, может быть многократно реализован в направлении рассматриваемой координаты при различных условиях нестационарного воздействия или сочетании параметров многофакторного воздействия. Каждый объем материала не располагает информацией о своем последующем разрушении при внешнем воздействии с самого начала, а реализует один из возможных механизмов роста трещины (в соответствии с определенной иерархией). Поэтому к одному и тому же механизму разрушения можно многократно возвращаться в направлении роста трещины в условиях нестационарного режима нагружения. [c.123]

Выше были рассмотрены ситуации, когда поток подводимой к системе энергии является стационарным. Применительно к металлу это означает, что неизменные условия циклического нагружения могут реализовать только определенную последовательность механизмов разрушения, которая не связана с особенностями проведения опыта. Однако одного и того же предельного состояния можно достичь при разном сочетании способов подвода энергии к открытой системе. Поэтому при описании эволюции системы во времени нужно учитывать интегральный характер проводимой и получаемой оценки, которую между точками бифуркации получают через управляющие параметры а и Ш. В общем случае они характеризуются следующим образом [c.125]

Определение. Бифуркации, осуществляющиеся в малой фиксированной окрестности положения равновесия (или цикла) и связанные с нарушением его гиперболичности, называются локальными. Бифуркации, осуществляющиеся в малой фиксированной окрестности конечного числа гомо- или (и) гетерокли-нических траекторий, называются полулокальными все остальные (не локальные и не полулокальные) —глобальными. [c.88]

То, что задача по определению бифуркации решений для нелинейного тела не сводится к задаче по определению собственных состояний, затрудняет определение критических нагрузок потери единственности решения. В [47, 73, 79] вместо исследования на предмет бифуркации исходного нелинейного тела с потенциальной функцией оЕ предлагается исследовать линейное тело сравнения с потенциальной функцией qEl- Конструировать потенциал линейного тела сравнения можно опираясь на теорему сравнения Хилла [47, 73, 79]. [c.144]

Если для дифференциально-линейного соотношения вне зависимости от (13.10) следовал упругий эквивалент с матрицей (13.8), то для дифференциально-нелинейного случая даже в предположении равноактивиости соотношение Аоц—Авц оказывается нелинейным и неоднородным, что приводит к большим (если не сказать — непреодолимым) трудностям при определении бифуркации первого порядка в реальных задачах. В то же время определение бифуркации второго и высшего порядков для таких тел принципиально не отличается от случая дифференциальной линейности, ибо снова оказывается справедливым прежний формализм, на этот раз с матрицей, [c.35]

Определение бифуркации. Бифуркацией динамической системы мы будем называть изменение качественной (топологической) структуры разбиения на траектории, ироисходящее при переходе от данной негрубой системы [c.163]

Из приведенных выше определений устойчивости вытекает по существу одинаковый метод исследования элементов конструкций— метод проб на устойчивость путем возмущения исходного состояния при достигнутом уровне нагружения. Этот метод обладает существенным недостатком. Он не рассматривает процесс нагружения, с помощью которого достигнут данный уровень внешних сил, и ограничивает анализ устойчивости системы малой окрестностью точки бифуркации. Такой анализ почти никакой информации о после-бифуркационном процессе деформирования конструкции и ее элементов дать не может, а потому он не определяет их индивидуль-ного поведения. Судить об устойчивости или неустойчивости конструкции без исследования послебифуркационного поведения невозможно. Отмеченное еще в большей мере относится к неупругим системам, поскольку их деформация существенно зависит от истории наг жения. [c.319]

Таким образом, интенсивность новых спектральных компонент, появляющихся после бифуркации удвоения периода, превышает таковую для следующей бифуркации в определенное, не зависящее от номера бифуркации, число раз (М. У. Feieenbaum, 1979) ). [c.180]

Этот тип бифуркации описывается (в рамках одномерного отобрах<ения Пуанкаре) функцией л,+1 =/(л, R), которая при определенном значении параметра (числа Рейнольдса), R = Rkp, касается прямой Xj+i = Xj. Выбрав точку касания в качестве х,=0, напишем вблизи нее разложение функции отображения в виде ) [c.183]

Возникновение структурных масштабов подтверждается и экспериментальными результатами определения интервалов собственных частот (возбуждаемых мод системы). По осциллограммам кривых охлаждения с отображением процессов межмодовой инду1сции в реальном времени определены временные интервалы образования структурных уровней. Показано, что определенная последовательность основных типов бифуркаций повторяется при образовании каждого из структурных уровней в процессе затвердевания раопЛави. [c.69]

В noi TanoBKe Шенли вопрос об устойчивости сводится к вопросу о бифуркации, т. е. разветвлении форм движения. Пока сила меньше чем Ро, при увеличении силы наблюдается одна-едпнст-веиная форма движения стержня, а именно его равномерное сжатие. При Р > Ра возможны две формы движения либо равномерное сжатие, либо непрерывное выпучивание при этом каждому значению силы Р > Ро соответствует вполне определенное значение прогиба. Действительно, хотя при выводе фо рмулы (4.10.1) мы воспроизводили тот же ход рассуждения, который привел нас к формуле Эйлера для упругого состояния стержня, на самом деле малое приращение сжимающей силы делает возможным лишь малые искривления стержня, не сопровождающиеся разгрузкой. При появленпп частичной разгрузки сопротивление изгибу возрастает, поэтому равновесие возможно не при любом значении прогиба, а при вполне определенном его значении. [c.139]

Заметим, что эти определения относятся, в первую очередь, к постановке задачи локальные бифуркации могут сопровождаться полулокальными, а полулокальные — глобальными. [c.88]

Определение. Значениее = Е называется внутренним бифуркационным значением, если Л е —аттрактор. В противном случае оно называется кризисным бифуркационным значением. Соответствующие бифуркации называются внутренней бифуркацией и кризисом семейства аттракторов. [c.160]

Первое уравнение синергетики выполняется в интервале (К 2 в интервале - К23) реализуется второе уравнение синергетики. Это позволяет рассматривать каскад процессов роста трещины при изменении механизма роста треши-ны с помошью последовательности кинетических уравнений (4.47) с учетом граничных условий, определяемых физикой процесса роста трещин. Именно поэтому представило интерес рассмотреть имеющиеся экспериментальные данные по определению показателей степени в уравнении Париса, в которых предпринимались попытки выделения особых точек на кинетических кривых при исследовании сплавов на различной основе (табл. 4.3). В отобранных для анализа работах не ставилась задача построения единой кинетической кривой в виде последовательности дискретных переходов в связи со сменой механизмов разрушения. Поэтому критические точки СРТ или шага усталостных бороздок не были строго поставлены в соответствии со сменой механизма роста трещины. Вместе с тем проведенное обобщение свидетельствует о том, что последовательность в переходах через точки бифуркации в процессе роста усталостных трещин является устойчивой и в полной мере соответствует последовательности показателей степени тр. 4 2 4 — для последовательности развития трещин на микроуровне, мезо I и мезо П соответственно. [c.220]

Итак, соотношение (5.60) позволяет построить единую кинетическую кривую (ЕКД) для сквозных и несквозных усталостных трещин в качестве последовательности переходов через точки бифуркации. Ее построение проведено для сплавов ВТ6, Д16Т и ЗОХГСА как наиболее типичных сплавов на основе титана, алюминия и железа, используемых в гражданской авиации. Первоначально были использованы экспериментальные данные для величины Kj , представленные в [127]. Определение точек бифуркации применительно ко второй стадии роста трещин выполнено расчетным путем по следующим граничным условиям [c.252]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...