滑动摩擦作用下受迫谐振子的非线性效应及简单非线性电路仿真
经典物理
2019-02-20 v1
摘要
我们利用由反并联二极管阻尼的非线性 LC 电路仿真，研究受干摩擦阻尼的质量-弹簧系统的非线性行为。我们证明当采用分段线性模型简化二极管 I-V 曲线时，电振荡器的微分方程等价于机械振荡器的微分方程。我们在弱非线性近似下导出微分方程的级数解，其可描述谐振响应及超谐波分量的幅值。实验结果与级数解一致。我们还呈现了滞回现象。通过理论分析与数值仿真探究了粘-滑边界。机械与电振荡器之间的对应关系使得在数字示波器上演示该非线性振荡器行为变得容易。它可用于拓展本科阶段的线性 RLC 实验。
引用
@article{arxiv.1804.05762,
title = {Nonlinear effect of forced harmonic oscillator subject to sliding friction and simulation by a simple nonlinear circuit},
author = {Qian Xu and Wenkai Fan and Sihui Wang and Hongjian Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.05762},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 7 figures