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1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,旋轉(zhuǎn)機(jī)械的作用日益明顯,轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件,時(shí)常出現(xiàn)各種形式的故障,最常見的故障有裂紋、碰摩和基座松動(dòng)等。由于非線性氣膜力、裂紋和碰摩等因素的作用,在振動(dòng)劇烈時(shí)會(huì)發(fā)生重大事故。因此應(yīng)用現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論研究故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的熱門研究課題之一。
本文以現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ),采用氣浮短軸承模型,將打靶法思想與四階龍格庫(kù)塔法結(jié)合起來(lái),對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由于氣膜力
2、和裂紋導(dǎo)致的非線性動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行數(shù)值模擬,借助分岔圖、相圖、Poincare映射和頻譜分析了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。研究結(jié)果表明,隨著轉(zhuǎn)速增加,系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)了豐富的非線性現(xiàn)象;隨著偏心量增大,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為更加復(fù)雜并出現(xiàn)混沌運(yùn)動(dòng),周期五窗口明顯加寬;隨著深度的加深,在超高速區(qū)出現(xiàn)周期六窗口,并且逐步變寬。
其次,建立了考慮氣膜力的裂紋與碰摩轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的模型,研究了系統(tǒng)隨轉(zhuǎn)速、定子剛度以及偏心量等參數(shù)變化的非線性動(dòng)力學(xué)特性,
3、發(fā)現(xiàn)裂紋-碰摩耦合故障轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速時(shí)與單一碰摩故障轉(zhuǎn)子有相似的動(dòng)力學(xué)行為,在高轉(zhuǎn)速時(shí),由于碰摩力的作用,系統(tǒng)響應(yīng)的穩(wěn)定性下降,動(dòng)力學(xué)行為比單一裂紋故障時(shí)更加復(fù)雜。系統(tǒng)具有裂紋-碰摩耦合故障時(shí),隨著裂紋的擴(kuò)展,周期4窗口變窄,概周期和混沌區(qū)域增加,系統(tǒng)響應(yīng)由高倍周期直接進(jìn)入混沌運(yùn)動(dòng)。結(jié)果顯示耦合故障的非線性動(dòng)力學(xué)行為比單一裂紋故障時(shí)更加復(fù)雜突出。
第三,基于時(shí)域的時(shí)間有限元法,將描述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特征的非線性微分方程組離散
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