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《江苏大学》 2006年
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耦合故障转子系统非线性动力学行为数值模拟

邱飞宇  
【摘要】:随着科学技术的进步,旋转机械正日益向着高速、高效方向发展,对其动力特性、稳定性以及可靠性也提出了更高的要求。现代非线性动力学理论的发展与运用,使得转子动力学研究面貌一新,并且已成为当今国内外的热门研究课题。 旋转机械中常常会出现两种或两种以上故障同时存在的情况,其耦合故障的非线性动力学行为较单一故障更加复杂,且相互影响。本文以现代非线性动力学理论和转子动力学理论为基础,采用新的短轴承非稳态非线性油膜力公式和非稳态油膜转子—轴承系统碰摩的刚性约束非光滑模型,利用数值积分方法研究了油膜力作用下碰摩转子系统的非线性动力学行为,并且作出了系统响应的相图、Poincare截面图、幅值谱图、分岔图和时序响应图,分析了系统响应随转速、不平衡量和油膜特性参数等变化而出现的复杂的非线性动力学现象,研究结果表明:随着转速增加,碰摩力逐渐成为系统响应的主要因素;随着偏心量增加,系统响应出现丰富的非线性现象;定子刚度对转子系统有较大的影响。 其次,对含松动与碰摩的转子系统的非线性动力学行为进行了详细的分析,考察了其随转速、轴承支座质量以及偏心量等变化的非线性动力学特性,得到如下结论:转速较低时,未松动端转轴中心以及松动端轴承支座作微幅振动;在高速运转中,轴承支座质量越大,转子系统稳定性越好;转子系统中松动端轴承支座在拟周期和混沌运动状态下的轴心轨迹呈“柱状”结构。 第三,针对工程实际中的转子—轴承系统是一个复杂的具有局部非线性的多自由度动力系统,初步探讨了模态综合技术。采用改进的自由界面模态综合法,将线性自由度变换到模态坐标中进行缩减,而非线性自由度仍然保留在物理空间,从而大幅度地减小系统的线性自由度,并且使降阶后的系统仍具有局部非线性特征。 最后,总结了本文所做的主要工作,同时指出了存在的问题以及今后工作的发展趋势。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH113.1

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 罗跃纲,李振平,曾海泉,闻邦椿;非线性刚度转子系统碰摩的混沌行为[J];东北大学学报;2002年09期
3 罗跃纲,金志浩,刘长利,闻邦椿;非线性摩擦力对碰摩转子-轴承系统混沌运动的影响[J];东北大学学报;2003年09期
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10 孙政策,徐健学,周桐;高速碰摩转子的复杂动力学行为分析[J];机械科学与技术;2002年06期
【共引文献】
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9 黄沛天;刘忠民;徐学翔;马善钧;;确定性混沌——启迪新的思维方式[J];江西师范大学学报(自然科学版);2007年01期
10 杨宝俊;李月;刘晓华;金雷;赵雪平;袁野;高颖;;改善地震勘探记录的4项技术[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年05期
【同被引文献】
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【二级参考文献】
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3 罗跃纲,金志浩,刘长利,闻邦椿;非线性摩擦力对碰摩转子-轴承系统混沌运动的影响[J];东北大学学报;2003年09期
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10 焦映厚,陈照波,夏松波,杨建国,张新江;非线性转子动力学的研究现状与展望[J];哈尔滨工业大学学报;1999年03期
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