?
Periodic motions and resonances of impact oscillators
Билинейные осцилляторы (осцилляторы, имеющую различную жесткость при растяжении и сжатии) являются моделью многих явлений. Предельный случай билинейного осциллятора с неограниченной жесткостью при сжатии – импакт осциллятор – изучается здесь. Мы исследуем специальный случай – собственные колебания, соответствующие решению однородного уравнения, то есть осциллятор не находится под действием внешних сил. Мы нашли, что такие решения устойчивы к вариациям начальных условий. Среди найденных периодических решений осциллятора при воздействии монохроматического возмущения, только определенный набор соответствует резонансам, в частности, много-гармоническим резонансам. Другие резонансы приводят к непериодическим откликам. Отсюда вытекает, что обычное упрощающее предположение [e.g., S.W. Shaw, P.J. Holmes, A periodically forced piecewise linear oscillator, Journal of Sound and Vibration 90 (1983) 129–155], характерные времена определяются только периодом внешней силы не всегда работает. Мы показали, что для первого «субгармонического резонанса» резонанс достигается на половинной частоте основного резонанса и решение асимптотически стремится к собственному решению однородного уравнения. Амплитуда огибающей колебаний в этом резонансе увеличивается как корень квадратный из времени в противоположность линейному увеличению при «много-гармонических резонансах».