軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)若干問題研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛應(yīng)用于機(jī)械、動(dòng)力、航空航天等工程技術(shù)領(lǐng)域.當(dāng)前,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)正日益朝著大功率、高轉(zhuǎn)速及柔性等方向發(fā)展.使用中也出現(xiàn)了許多用傳統(tǒng)的線性理論無(wú)法解釋的現(xiàn)象(如混沌現(xiàn)象,概周期運(yùn)動(dòng)等),并導(dǎo)致了許多嚴(yán)重的事故.該課題"軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)若干問題研究"來(lái)源于東南大學(xué)火電機(jī)組國(guó)家振動(dòng)研究中心.在此背景下,以軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象,利用數(shù)值積分法和Poincare映射并結(jié)合譜分析,研究了轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)中的

2、若干非線性問題,所得結(jié)果為有關(guān)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)及故障監(jiān)測(cè)與診斷提供了一定的依據(jù).論文首先介紹了非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)中常用的有關(guān)基本理論及該文采用的一種非線性非穩(wěn)態(tài)油膜力模型,并利用該模型從多個(gè)角度研究了軸承—?jiǎng)傂赞D(zhuǎn)子的非線性動(dòng)力學(xué)行為.結(jié)果表明,在這一非穩(wěn)態(tài)油膜力模型下,在轉(zhuǎn)速、無(wú)量綱偏心及一包含諸多因素的綜合參數(shù)的變化過程中,在很大的范圍內(nèi),系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)都會(huì)出現(xiàn)由不斷倍周期分岔導(dǎo)致的混沌現(xiàn)象和概周期運(yùn)動(dòng).以軸中間存在弓形裂紋的Jeffcott彈

3、性轉(zhuǎn)子為研究對(duì)象,考慮轉(zhuǎn)軸渦動(dòng)對(duì)裂紋開閉規(guī)律的影響,建立了軸承—彈性裂紋轉(zhuǎn)子的非線性動(dòng)力學(xué)模型.在此基礎(chǔ)上研究了非線性油膜力和裂紋共同作用下系統(tǒng)某些參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為的影響.在特定的參數(shù)組合下,也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的混沌運(yùn)動(dòng)等復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為.所得結(jié)果對(duì)于同類型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障監(jiān)測(cè)與診斷具有一定的指導(dǎo)意義.鑒于工程中廣泛使用有限寬軸承,而對(duì)于這種軸承的油膜力的計(jì)算,采用數(shù)值方法計(jì)算工作量很大,而解析法又無(wú)能為力的情況,該文引入了一種