三轴承支撑不平衡转子非线性动力学研究

针对具有三个滑动轴承支撑的双跨弹性转子的非线性特点,建立了数学模型,用数值积分和庞加莱映射方法对采用短同承模型的该类转子系统动力学特性随某一参数变化时稳定性的改变进行了分析,计算结果表明,系统具有发生倍周期分叉、概周期的可能,用数值方法得到系统在某些域中的分叉图,直观显示了系统在某些参数域中的运行状态和轴承几何参数变化对系统动力特性的影响,数值分析结果为该类转子－－轴承系统的设计和运动状态控制提供了理论参考。     

滑动轴承-裂纹转子系统非线性动力学特性分析

在裂纹转子非线性动力学特性分析中考虑了非线性油膜力的影响,在此基础上建立了单盘Jeffcott裂纹转子的非线性动力学模型,裂纹模型采用非线性涡动模型,菲线性油膜力通过数据库方法获得.利用数值计算方法分析了裂纹转子系统随转速w/w0、相对刚度减小量△kε等参数变化的动力学特性和动力学行为.结果表明在非线性油膜力的作用下,△kε较小时,响应中出现不可公约的谐波分量导致系统在亚临界转速区出现概周期运动,△kε较大时,系统产生丰富的非线性动力学行为;在不同转速下,系统出现多种形式的周期运动、分岔、概周期运动和混沌运动.     

柔性支撑下裂纹转子振动的拟周期特性

柔性支撑下裂纹转子的振动是一种复杂的运动。本文经过研究发现：在重力占主导的前提下，柔性支撑的单盘裂纹转子其转盘与轴颈的稳态振动均呈拟周期振动特性，当转轴的静挠度远大于其振动时，裂纹引起的刚度变化可用交链模型来描述，而且，转子系统模型可被线性化，裂纹可以被转化为系统的外扰动，采用谐波平衡法可以求出系统振动的各谐波分量，从而得出裂纹转子系统的稳态振动响应。     

油膜阻尼器—滑动轴承转子系统优化设计

挤压油膜阻尼器在一定程度上可以提高旋转机械系统稳定性。运用数值模拟的方法,对SFD―滑动轴承转子系统的灵敏度及动力学优化进行系统研究。研究表明：挤压油膜阻尼器间隙、轴承间隙、转轴刚度及油粘度对前两阶临界转速的影响较大,系统对这些参数的灵敏度相对较高。基于灵敏度分析得到优化的设计变量,采用遗传算法对临界转速进行了优化分析,优化目标是使工作转速尽可能远离临界转速。经过优化后,系统的临界转速得到较大改善。优化设计为提高高速转子系统的动力稳定性提供了理论基础和分析方法,从而为此类转子系统的设计提供参考。     

非线性转子动力学研究综述

综述了国内外非线性转子动力学的研究现状,讨论了非线性转子动力学研究中的7个主要问题,并引述了大量相应的国内外文献,包括：非线性转子动力学研究的一般方法;求解非线性转子动力学问题的数值积分方法;大型转子－轴承系统高维非线性动力学问题的降维求解;基于微分流形的动力系统理论方法;转子非线性动力学行为的机理研究和实验研究;高速转子－轴承系统的非线性动力学设计,最后讨论了非线性转子动力学研究中存在的问题及展望。     

橡胶轴承耦合转子系统动力学研究

讨论橡胶轴承支承下大型转子系统的动力学建模和动力学特性。首先采用Kelvin-voigt材料模型和微振动假设,建立橡胶轴承的力学模型,然后根据分析力学方法推导橡胶轴承耦合转子系统的运动微分方程。通过对典型推进轴系的动力学分析表明,在一般情况下系统的低阶模态是以螺旋桨振动为主,螺旋桨的不平衡所引起的稳态响应,即使在转速较低时,螺旋桨轴承的振幅有可能比水润滑橡胶轴承的水膜厚度要大,可能造成橡胶体与轴颈间的“粘着 - 滑动”,进而发生鸣音现象和橡胶体的磨损。     

气体箔片轴承固体润滑涂层的研究进展

气体箔片轴承技术作为当今各国高度重视的新型轴承技术,随着现代机械产品朝着高速、高精密、高可靠性、小型化的方向发展,越来越展现出其应用价值,应用领域也不断得到拓展。对于动压气体箔片轴承而言,轴颈与箔片在启停阶段的干摩擦不可避免,若不对摩擦接触表面进行有效地减摩耐磨处理,将会严重影响轴承的使用寿命和转子-轴承系统的运转稳定性。鉴于气体箔片轴承的工作原理和工作环境,采用固体润滑涂层来改善顶箔和转轴配合表面之间的摩擦性能是目前最有效的方法。文中介绍了气体箔片轴承技术的产生和发展历程,并对影响气体箔片轴承运行性能的关键因素之一-固体润滑涂层的国内外研究历程进行了系统的分析。以期对气体箔片轴承及其固体润滑涂层技术进行较为全面的介绍,并为今后固体润滑涂层的研究提供借鉴。     

固体润滑薄膜在塑性微成形中的应用进展

评述了塑性微成形技术在微细加工领域存在的优势和由于尺寸效应的影响而面临的挑战,综述了近年来国内外固体润滑薄膜在体积微成形和薄板微成形中的应用进展,简单介绍了笔者在该领域的研究成果,展望了固体润滑薄膜在塑性微成形中有待研究的方向。     

Jeffcott裂纹转子动力特性的研究

本文采用适当的裂纹开闭模型,导出了固定坐标系中裂纹轴的刚矩阵,建立了水平Jeffcott裂纹转子的振动微分方程,并对其进行了仿真计算。数值仿真表明：裂纹转子的响应中出现2x、3x等倍频分量,并产生分数次共振现象。在超临界转速区,倍频分量很小,但在响应的相频特性图中2x、3x处相位变化很大。参数β和e^-主要影响1x谐波分量,对2x、3x等倍频分量影响很小。由于裂纹的存在,转子轨迹的中心也发生偏移。在临界速附近,转子运行过程中裂纹处于常开或常闭状态。一般情况,当转子的偏心e^-小于1时,裂纹在转子运行过程中总是时开时闭的。这些结论将有助于转子裂纹故障的监测和诊断。     

Influence of Lubrication Performance on the Service Life of Rolling Mill Bearings

In order to confirm the early failure cause of a four-row cylindrical roller bearing at the backup roll position of a six-high cold sheet mill, its lubrication behavior under harsh operating conditions is investigated. Through establishing and solving the Elastohydrodynamic Lubrication （EHL） model of the roller-inner raceway contact region, the minimum oil film thickness and the real lubrication performance are achieved. The results show the bearing failures come from the poor oil film thickness in the case of high temperature and low rotational speed, which leads to contact wear. So various approaches to improve bearing life via improving lubrication are compared. It has been proved decreasing surface roughness of both contact bodies is an effective way.     

磁悬浮转子径向位置精度的实验研究

以实际涡轮膨胀机为对象，研究了径向控制电流、工作载荷、轴承及转子的温度变化、磁场干扰等因素与转子径向位置精度的关系。提出了估计转子实际静态工作点变化的方法。实验数据表明，估计结果符合实际情况。采用该方法可监测磁悬浮轴承转子系统长期运行的安全性。     

薄膜润滑研究的回顾与展望

薄膜润滑是20世纪90年代以来广泛研究的新型润滑状态。它是界于弹流润滑和边界润滑之间的一种过渡润滑状态，有着自己独特的润滑规律。文章回顾了薄膜润滑的研究历史，包括薄膜润滑概念的提出、测试技术的发展、薄膜润滑的膜厚特性、润滑机理探索以及计算理论等方面的研究成果与主要进展。     

转子动力学研究的现状及展望

本文分析了转子动力学的某些特点,说明了转子动力学与振动学科中其他分支学科的关系,分析了国际上转子动力学研究的现状与趋势,提出了对一些研究课题的展望,使读者对转子动力学的研究有一概括的了解。     

非线性转子动力学半逆问题

讨论了转子动力学的主要逆问题——不平衡响应计算系统的最主要非线性环节（油膜轴承）的动态特性参数。由于具体工程应用所遇到的一些限制条件，在求解逆问题时，需要首先求解刚性简支转子的正问题，本文所处理的是一类半逆问题。     

飞轮储能系统转子动力学理论与试验研究

对永磁－机械动压轴承混合支承式飞轮储能系统的转子动力学问题进行研究。在推导出系统各部件的动能、势能和耗散函数的基础上，运用拉格朗日方法建立飞轮转子支承系统的运动微分方程，并用状态向量法求解。基于这一理论方法，对正在研制的储能量为0．3kWh飞轮系统进行动力学数值仿真。建立了飞轮储能系统的试验装置，研制了用于上、下支承的新型油阻尼器，完成了飞轮转子动力学的试验研究。研究表明，飞轮系统能顺利地实现在0－48，000r/min工作转速范围内的稳定运转，且动力学理论仿真与试验结果一致性较好。     

气体静压导轨气膜振动的数值模拟

气体润滑气膜振动现象对超精密加工与测量的精度有重要影响,为了研究气膜振动的成因,本文应用了k-ε湍流模型,对双节流孔的气膜流场压力的振动进行了数值分析.气膜厚度、气膜入口流场条件和双节流孔的间距分别单独调整以分析其对气膜振动的影响.分析结果显示:气膜参数决定了流场的特性,气膜厚度减小将会增大导轨的承载能力;周期性的气膜入口流速将增大气膜的振动;双节流孔的间距增大也会大大增加振动.     

应用变参数挤压油膜阻尼器的柔性转子振动控制

本文以具有变参数挤压油膜阻尼器(Variable Parameter Squeeze Film Damper,缩写为VPSFD)鼠笼式弹性支承的单盘转子为试验模型,研究了VPSFD参数变化对振动共振幅值的抑制作用.在稳态试验的基础上,对转子过前两阶临界转速的振动抑制进行了研究,并实施开环瞬态振动控制.研究结果表明,适时调节VPSFD的参数,可使转子系统前两阶共振幅值大为降低,使转子能平稳通过前两阶临界转速.     

电磁轴承失效后转子在坠落过程中的动力学特性

用有限元法建立了由滚动轴承组成的备用轴承-电磁轴承-转子系统在电磁轴承失效前后的动力学方程,分析了电磁轴承失效后转子在坠落过程中的动力特性,讨论了备用轴承的支撑阻尼对转子在坠落过程中动力特性的影响.     

油膜支承转子碰摩动力学行为研究

针对多油叶轴承支承的转定子碰摩系统,建立了当轴承与定子几何不对中时,油膜力和碰摩力联合作用下的转子系统动力学模型,给出了该模型的数学求解方法,并针对具体的转子-轴承系统模型进行了数值仿真.仿真结果表明,转子在油膜力和碰摩力联合作用下,会发生复杂的动力学行为.仿真结果可有助于更好地掌握转子碰摩故障现象,对于转子碰摩故障的诊断具有指导意义.