轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)特性分析.pdf

1、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是工業(yè)部門(mén)廣泛應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程實(shí)際對(duì)故障診斷技術(shù)產(chǎn)生了迫切要求，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障的非線性動(dòng)力學(xué)研究在深度和廣度兩方面都有了一定進(jìn)展，受到了越來(lái)越多的重視。本文主要以旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的故障機(jī)理及其特點(diǎn)。在現(xiàn)代非線性理論和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論的指導(dǎo)下，重點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)子的油膜力問(wèn)題及油膜力支撐下的轉(zhuǎn)子油膜失穩(wěn)、

2、氣流激振問(wèn)題的故障特征等內(nèi)容進(jìn)行了研究。
　　 1)本文利用Capone修正的短圓柱瓦軸承非線性油膜力模型分別建立了剛性不平衡轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)和柔性不平衡轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)，分別對(duì)兩種轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)進(jìn)行非線性特性研究，結(jié)合瀑布圖對(duì)比分析了柔性轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)在不同不平衡量下油膜失穩(wěn)特性與非線性動(dòng)力學(xué)特性，指出了油膜失穩(wěn)對(duì)應(yīng)的非線性動(dòng)力學(xué)形態(tài)。發(fā)現(xiàn)在較大的不平衡量下，柔性轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的油膜失穩(wěn)故障較為明顯。
　　 2)綜合利用迷

3、宮密封力模型和修正的capone短圓柱瓦軸承非線性油膜力模型分別建立了不平衡轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)和不平衡轉(zhuǎn)子-軸承-密封耦合系統(tǒng)，對(duì)比分析兩種系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)特性，研究發(fā)現(xiàn)非線性油膜力降低了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性區(qū)域，系統(tǒng)較早出現(xiàn)倍周期分岔。不平衡量對(duì)轉(zhuǎn)子-軸承-密封耦合系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)特性的影響較大，隨著不平衡量增加，系統(tǒng)出現(xiàn)了混沌運(yùn)動(dòng)等復(fù)雜的非線性運(yùn)動(dòng)。
　　 3)采用非線性動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行不確定轉(zhuǎn)子—軸承—密封耦合系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的研究

4、?；谏厦娼⒌鸟詈夏Ｐ停芯苛嗽撓到y(tǒng)在平均周向速比常數(shù)影響下的分岔特性及其影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)隨著平均周向速比常數(shù)的增大，系統(tǒng)提前出現(xiàn)倍周期分岔，不穩(wěn)定性增加，并基于上述結(jié)論，給出了合理的平均周向速比常數(shù)取值范圍。
　　 4)通過(guò)在RK4-Bently轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行典型的油膜渦動(dòng)和油膜振蕩實(shí)驗(yàn)研究，利用HHT分析了油膜失穩(wěn)特性。模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)建立雙圓盤(pán)不對(duì)稱(chēng)不平衡轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的模型，給出了該模型轉(zhuǎn)子油膜失穩(wěn)特性及其對(duì)應(yīng)的非線性動(dòng)力學(xué)