非线性谐振器之间的模态耦合因其丰富的动力学特性和潜在应用，受到学界广泛的关注。模态耦合的方式多样，有机械耦合，静电耦合，磁场耦合以及其他多物理场耦合，其中机械耦合由于耦合强度远高于其他耦合形式，是研究强耦合作用下非线性谐振器的响应的良好研究平台。

基于此，西安交通大学韦学勇教授课题组和浙江大学宦荣华教授设计了频率比为1：3 的机械耦合的非线性双端固支梁。对两个频率比为 1:3 的机械耦合微谐振器的动力学特性进行了实验和理论研究。随着驱动强度增加，由于模态耦合的影响，观察到两个谐振器的三个响应阶段，分别是Duffing阶段，半饱和阶段和内共振阶段。对于较小的驱动强度，高频谐振器在线性范围内以小幅值振动，低频谐振器则呈现典型的 Duffing 响应。随着驱动强度的增加，低频谐振器的振动频率接近高频谐振器的固有频率的1/3，能量传递增加，高频谐振器开始在非线性状态下振动，低频谐振器的响应被抑制，呈现半饱和特性。随着驱动强度的进一步增加，低频谐振器的响应频率到达高频谐振器固有频率的1/3，发生内共振现象，两个谐振器的响应幅值和频率均在此处达到饱和，在本研究中，该饱和现象可用驱动力和低频谐振器的相位差解释。此外，在半饱和区域，观察到低频谐振器相较于高频谐振器4倍的幅值放大，同时其幅值稳定性有近1个数量级的增强，这为其潜在应用提供了理论依据。

研究论文发表在《Mechanical Systems and Signal Processing》上，博士生施展和浦东为共同第一作者，西安交通大学韦学勇教授和浙江大学宦荣华教授为该论文的共同通讯作者。本工作得到国家重点研发专项、国家自然科学基金面上项目、陕西省创新能力支撑计划等项目资助。