氣浮軸承支撐彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為分析.pdf

1、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步使得旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)正日益向著高轉(zhuǎn)速、輕型化方向發(fā)展，與此同時(shí)，對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性、穩(wěn)定性以及可靠性也提出了更高的要求。現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論的發(fā)展與運(yùn)用，使得轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)尤其是對(duì)高速轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)行為的研究成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的熱門研究課題之一。氣浮軸承是利用氣體作為運(yùn)動(dòng)副潤(rùn)滑劑的一種新型軸承。由于氣體的粘度小，與其它軸承相比，具有低摩擦、無磨損、無污染、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、回轉(zhuǎn)精度高和軸承的精度保持性好等特點(diǎn)，在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中具有很大

2、的優(yōu)越性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，在國(guó)防、兵工及動(dòng)力等行業(yè)正得到日益廣泛的應(yīng)用。 本文應(yīng)用現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論研究了氣浮軸承支持的高速彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為。論文的主要工作為： 首先，推導(dǎo)出氣浮短軸承氣膜力的解析式，利用該表達(dá)式建立了氣浮軸承支撐彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，在原系統(tǒng)無量綱模型的基礎(chǔ)上，采用Lyapunov第一方法，分析了系統(tǒng)在平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。 其次，對(duì)原系統(tǒng)作了進(jìn)一步無量綱化，采用龍格一庫塔算法來求解

3、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程，考察了系統(tǒng)隨轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心以及綜合參數(shù)等變化的非線性動(dòng)力學(xué)特性，作出了系統(tǒng)響應(yīng)關(guān)于各參數(shù)的分岔圖，并畫出了相圖、Poincare截面，幅值譜圖、分岔圖等數(shù)值模擬圖，結(jié)果顯示系統(tǒng)中存在豐富的周期運(yùn)動(dòng)、混沌運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜非線性現(xiàn)象。 第三，對(duì)原有系統(tǒng)實(shí)施位移反饋控制，研究了系統(tǒng)在弱控制下的非線性動(dòng)力學(xué)特性，分析了該控制法的強(qiáng)弱程度對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。結(jié)果表明這種控制方法可以將混沌、概周期以及高倍周期運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為