Influence of stiffness parameters on the beat period of a coupled two degree of freedom oscillatory system

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.21595/vp.2026.26518
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

This paper presents a parametric investigation of the beat phenomenon in a two DOF mechanical oscillatory system coupled through elastic elements. The system consists of three masses connected by springs with stiffness coefficients c 1 , c 2 , and c 3 . Using Lagrange’s equations of the second kind, the mass and stiffness matrices were formulated, and the natural frequencies ω 1 and ω 2 were determined analytically. The beat period, defined as T b = 2 π / ω 2 - ω 1 , was studied as a function of stiffness parameters c 1 and c 2 . Numerical simulations in Python were conducted over a wide range of stiffness ratios, and contour maps were generated to illustrate how variations in stiffness coupling influence the dynamic interaction between modes. The results demonstrate that when c 1 and c 2 are close in magnitude, the modal frequencies converge, leading to a long beat period and pronounced energy exchange between oscillators. Conversely, greater stiffness asymmetry increases modal separation and shortens the beat cycle. The study provides valuable insights into tuning coupled oscillatory systems for vibration control and energy transfer optimization.