Jeffcott剛性轉(zhuǎn)子在氣流力和油膜力作用下的Hopf分岔.pdf

1、大型旋轉(zhuǎn)機械是現(xiàn)代工業(yè)社會的關(guān)鍵設(shè)備之一，在影響轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)穩(wěn)定性的多種非線性激勵因素中，非線性油膜力對轉(zhuǎn)子軸系穩(wěn)定性的影響尤為突出。而氣流激振是汽輪機轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性研究的重要問題，特別是對超臨界和超超臨界汽輪機轉(zhuǎn)子，這一問題更為突出。目前，對這一問題的研究多限于氣流力模型本身，而對非線性氣流激振機理的研究相對較少，特別是同時考慮氣流激振和非線性油膜力的共同作用下轉(zhuǎn)子的失穩(wěn)情況的研究不是很充分。本文應用非線性動力學理論和方法，以短軸承支撐的

2、剛性Jeffcott轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為研究對象，研究了在這兩種非線性力作用下轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。論文工作包括以下幾部分： 1.對油膜失穩(wěn)和氣流激振的研究現(xiàn)狀進行綜述； 2.建立了剛性Jeffcott平衡轉(zhuǎn)子在非線性油膜力和非線性氣流力作用下的無量綱運動微分方程： 3.對無量綱方程進行變量代換得到相應的擾動方程，對擾動方程進行研究。研究發(fā)現(xiàn)：當氣流相對進氣速度V增大時，平衡轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界失穩(wěn)轉(zhuǎn)速提前然后對其在臨界點處的Hopf

3、分岔性態(tài)進行研究并畫出相應的Hopf分岔圖。 4.利用數(shù)值積分方法得到了系統(tǒng)在不同參數(shù)域中的分岔圖，以及一定參數(shù)下轉(zhuǎn)子運動的相圖、Poincare映射。結(jié)果表明，在相對進氣速度V為定值時，隨著轉(zhuǎn)速的增大，出現(xiàn)周期運動的運動特性。當氣流力和油膜力共同作用時，系統(tǒng)的臨界失穩(wěn)轉(zhuǎn)速比不考慮氣流力時提前。以相對進氣速度V為分岔參數(shù)，研究了在定轉(zhuǎn)速情形下轉(zhuǎn)子的運動規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)：隨著V的增大，系統(tǒng)以概周期形式突然失穩(wěn)，振幅隨著V的增大而增大