Modulation Instability of Torsional and Bending Waves in Rods
- 1 д. ф.-м.н., проф., зам. директора Нижегородского филиала Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН по научной работе
- 2,3 аспирант Нижегородского филиала Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Abstract
Torsional and bending waves play an important role in the formation of vibration fields in engineering structures. We propose mathematical model of torsional vibrations of rod by taking the geometric nonlinearity into account. We seek the solution in the terms of harmonic wave with amplitude and phase slow changing in time and space. We are passing the shortened equation of quasi-harmonic wave envelope using the method of averaging of "fast" variables. The envelope evolution is described by nonlinear Shrodinger equation in a coordinates moving with the group velocity. The modulation instability of quasi-harmonic waves is possible under certain conditions. Such possibility can be determined with the help of Lighthill criterion. Solutions for equations are found and analyzed for rod lying on a nonlinear elastic foundation. Dispersion dependences and self-modulation of bending waves are studied.
How to cite
Ерофеев В.И., Серов А.В., Смирнов П.А. Модуляционная неустойчивость крутильных и изгибных волн в нелинейно-упругих стержнях // Нелинейный мир. 2009. № 12. С. 943–946.
References
- Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир. 1977.
- Авиационная акустика / Под ред. А. Г. Мунина. Т. 1, 2. М.: Машиностроение, 1986.
- Артоболевский И. И., Бобровницкий Ю. И., Генкин М. Д. Введение в акустическую динамику машин. М.: Наука. 1979.
- Светлицкий В. А. Механика стержней. Т.1, 2. М.: Высшая школа. 1987.
- Вибрации в технике: Справочник в 6-ти томах. / Ред. cовет: К. В. Фролов (пред.). Т.1. Колебания линейных систем. 2-е изд., испр. и доп. / Под ред. В. В. Болотина. М.: Машиностроение. 1999.
- Весницкий А. И. Волны в системах с движущимися границами и нагрузками. М.: Наука. Физматлит. 2001.
- Ерофеев В. И., Кажаев В. В., Семерикова Н. П. Волны в стержнях. Дисперсия. Диссипация. Нелинейность. М.: Наука. Физматлит. 2002.
- Ерофеев В. И., Кажаев В. В., Семерикова Н. П. Крутильные волны конечной амплитуды в упругом стержне // Изв. РАН. Механика твердоготела. 2007. № 6. С.157-163.