裂紋及碰摩轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析與研究.pdf

1、裂紋、碰摩轉(zhuǎn)子在考慮彎扭耦合情況下，將表現(xiàn)出非常復(fù)雜的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性。本文以轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)以及非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，對(duì)裂紋、碰摩轉(zhuǎn)子彎扭作用下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性，特別是非線(xiàn)性特性進(jìn)行理論研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證理論結(jié)果的正確性。
　　 對(duì)含橫向裂紋的單盤(pán)柔性Jeffcott轉(zhuǎn)子建立力學(xué)模型，考慮裂紋開(kāi)閉狀況下的裂紋軸剛度變化情況，建立彎扭耦合振動(dòng)方程，運(yùn)用數(shù)值積分方法對(duì)彎扭耦合振動(dòng)方程進(jìn)行求解。在時(shí)域、頻域上分析了裂紋夾角、深

2、度、工作轉(zhuǎn)速等因素對(duì)裂紋彎振的影響特性，以及裂紋的開(kāi)閉特性。通過(guò)以速度為參數(shù)分岔圖以及Poincare截面圖討論其彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)非線(xiàn)性特性。分析表明：裂紋轉(zhuǎn)子彎扭響應(yīng)中出現(xiàn)分?jǐn)?shù)次共振現(xiàn)象，同時(shí)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)彎曲振動(dòng)非線(xiàn)性具有一定的抑制作用。
　　 同時(shí)建立碰摩轉(zhuǎn)子力學(xué)模型，運(yùn)用同樣的分析方法對(duì)其彎扭振動(dòng)進(jìn)行數(shù)值仿真。由于碰摩轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)擬周期，混沌等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)狀況，因此本文通過(guò)以速度為參數(shù)分岔圖以及Poincare

3、截面圖，重點(diǎn)討論其彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)非線(xiàn)性特性，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)區(qū)域范圍，以及各區(qū)域的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。分析表明：碰摩轉(zhuǎn)子的彎扭耦合作用使轉(zhuǎn)子在局部碰摩轉(zhuǎn)速區(qū)的彎曲振動(dòng)頻率成分更加復(fù)雜，其非線(xiàn)性現(xiàn)象更加明顯，出現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速范圍更寬?？傮w上說(shuō)，碰摩轉(zhuǎn)子考慮彎扭耦合作用后，其穩(wěn)定性降低，但兩者具有相同特性，那就是隨著轉(zhuǎn)速的逐漸增大，周期運(yùn)動(dòng)與復(fù)雜運(yùn)動(dòng)相間出現(xiàn)，并且彎振和扭振非線(xiàn)性振動(dòng)具有很強(qiáng)的相似性。因此在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量避免這些復(fù)雜區(qū)域，以免造成系