基于无序结构材料塑性变形的Burridge-Knopoff系统动力学行为研究

批准号:
11701521
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
陈存
依托单位:
学科分类:
A0301.常微分方程
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈月梨、张李盈
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中文摘要
本项目以非晶合金为代表,拟研究一类无序结构材料塑性变形的Burridge-Knopoff系统的动力学行为。目前,此类弹簧-滑块系统尚存在很多未充分掌握的复杂行为。考虑到非晶合金塑性变形机理研究尚缺乏完善的动力学理论支撑,本项目首先建立考虑温度影响的塑性动力学模型。在系统的剪切抵抗项中引入小的扰动参数,研究塑性动力系统在Smale马蹄存在意义下的混沌存在性及多尺度行为。另外,本项目拟研究参数在周期扰动下BK系统的分岔、混沌及动力学行为的转变机理。通过理论分析确定具体的参数范围,使材料在服役中达到较高的塑性。本项目的开展将进一步明确非晶合金塑性压缩变形动力学行为及动力学行为转变的内在机理,有助于逐步构建和完善无序结构材料压缩塑性变形这一研究领域。同时,通过研究参数扰动下系统的分岔、混沌、自组织临界及多尺度行为等问题,可为 Burridge-Knopoff 系统的研究提供新的理论参考。
英文摘要
The project is concerned with the dynamical behavior of Burridge-Knopoff system for plastic deformation in disordered materials, for which the bulk metal glass was selected as the representative material. So far this kind of Spring-Block model is lack of perfect dynamical theory. Considering the research on the mechanism of the plastic deformation for bulk metal glass is lack of perfect theory support, we will establish the temperature influenced plastic models. We introduce small parameter perturbation in the nonlinear shear resistance of the system, and then we study the chaos state based on the existence of Smale horseshoe and the multiscale behavior. In addition,the project is concerned with the bifurcation, chaos and the dynamics transition in Burridge-Knopoff system under periodic parameter perturbation. Based on all above analysis, we give specific range of parameter so that the material reaches the best plasticity on active service. The work of the project will make a more clear understanding of the dynamics of the plastic compressive deformation behavior and dynamic behavior transition mechanism, which is helpful for the research on the disordered structure material compression plasticity dynamics. Meanwhile, the study about the bifurcation, chaos, self-organized criticality and multiscale behavior in the system with parameter perturbation will provide new theoretical reference for the research of Burridge-Knopoff system.
研究了一类无序结构材料塑性变形的Burridge-Knopoff系统的动力学行为。此类弹簧-滑块系统尚存在很多未充分掌握的复杂行为。针对非晶合金塑性变形提出一个新的剪切滑移模型。通过解析方法分析了剪切分支过程中的多尺度行为和随参数变化的动力学转变。随着小参数由负向正的增大,剪切滑移位移系统的稳定性发生变化,过渡阶段存在一个周期解。另外,对不同扰动参数下的复杂度进行了分析,结果表明,扰动较大时,解的不规则性较强。此外,我们发现解的振幅随着温度的降低而降低,这与锯齿的振幅随着温度的降低而越来越小的实验结果是一致的。.在以上基础上,考虑了一个广义的 Burridge-Knopoff 弹簧-滑块模型. 它有 Hopf 分支和极限环的折分支发生. 考虑到弹簧强度的周期性, 我们进一步研究了周期扰动对模型的影响. 结果显示, 周期扰动使系统产生了复杂的动力学行为, 并且参数非常小的改变就会导致系统的动力学发生本质性的变化, 这为地震断层系统的研究提供了新的思路..运用非线性理论研究了人类社会“地震”的自组织行为。通过统计分析和去趋势波动分析,我们发现系统表现出自组织的临界行为。基于时延重构相空间,采用改进的径向基函数神经网络(RBF-NN)对战争次数和历史阶段的变化进行预测。另外,通过奇异值分解和时滞坐标系下的稀疏识别算法,将被识别系统中的候选函数的系数通过稀疏回归问题中求解出来。提取了大事件爆发的主方程, 该系统与实际数据吻合较好,能够捕捉到与原系统相同的拓扑结构。
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Complex Dynamical Behaviors in a Spring-Block Model with Periodic Perturbation
具有周期性扰动的弹簧块模型中的复杂动态行为
DOI:10.1155/2019/5253496
发表时间:2019
期刊:Complexity
影响因子:2.3
作者:Chen Cun;Li Xueping;Ren Jingli
通讯作者:Ren Jingli
Complex Dynamical Behavior in the Shear-Displacement Model for Bulk Metallic Glasses during Plastic Deformation
大块金属玻璃塑性变形过程中剪切位移模型的复杂动态行为
DOI:10.1155/2018/7643762
发表时间:2018-12
期刊:Complexity
影响因子:2.3
作者:陈存;关绍康;张李盈
通讯作者:张李盈
The System Identification and Prediction of the Social Earthquakes Burst in Human Society
人类社会地震爆发的系统识别与预测
DOI:10.1109/access.2020.2999575
发表时间:2020
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:Chen Cun;Xiong Neal N.;Guo Xiaoxiang;Ren Jingli
通讯作者:Ren Jingli
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