转子-滑动轴承非线性行为研究综述

对轴承非线性油膜力模型进行了总结，综述了当前油膜力导致转子非线性行为的研究成果，讨论了该问题及油膜力和转子的建模研究中存在的不足，展望了该问题研究的发展趋势。     

高速转子-轴承系统油膜涡动故障仿真研究

针对滑动轴承支撑下的转子轴承系统,建立了非线性油膜力作用下的转子轴承系统的动力学模型.应用非线性动力学理论对该系统进行了研究,应用数值积分方法得到系统的响应,利用幅频曲线、分岔图、三维谱图研究系统响应随偏心距的变化规律.为有效诊断滑动轴承支撑下的转子油膜涡动故障提供了理论依据.     

转子油膜轴承的失稳现象分析与稳定性判断

利用转子动力学理论和润滑理论分析了由于转子油膜动力特性产生的转子系统的不稳定现象及其产生的机制,该分析可应用于转子油膜轴承的设计以及稳定性的判断.     

在短径向轴承中考虑压粘效应的润滑计算

在本文中应用线性化的压粘方程对短径向轴承的润滑进行了计算,得到了油膜中压强的解析解,并以此解析解为基础,推导了承载量系数,摩擦力,功耗等公式。计算结果与一些文献中关于润滑现象的家性叙述是一致的,在本文中考虑压粘效应的公式化描述可为设计计算提供依据。     

基于谐波小波变换的滑动轴承油膜涡动与振荡故障识别与分析

介绍了转子系统油膜涡动与振荡的产生机理和故障特征。应用谐波小波变换对转子振动信号进行故障分析,提取故障特征信息,从而识别出油膜涡动与振荡。通过转子试验台模拟油膜涡动与振荡,并基于Labview平台开发了基于谐波小波滤波的信号处理系统,与FIR滤波的对比分析表明,谐波小波变换结果更好,特征提取结果更为精确。     

转子-轴承-密封耦合系统的非线性振动特性研究

结合短轴承非线性油膜力模型和Muszynska密封力模型,运用数值积分方法分析了转子-轴承-密封耦合系统的非线性动力学特性,针对转速对耦合系统动态响应的影响进行了仿真计算,并利用转子中心分岔图、轨迹图、Poincare映射图、功率谱图分析了耦合系统的非线性动力学特性.理论分析表明:随着转速的变化,耦合系统呈现复杂的动力学行为,产生了包括单周期、3倍周期、拟周期等振动现象.     

滑动轴承油膜涡动和油膜振荡的机理与诊断

掌握滑动轴承产生油膜涡动和油膜振荡的机理,有助于解决采用滑动轴承来支持转子系统的大型机组,在运行中滑动轴承产生振动的故障,对保证设备平稳运行非常重要。     

无限短径向轴承动态雷诺方程考虑润滑油压粘效应时的解析解

在无限短径向轴承理论中,引入了线性化的压粘方程式,结合在动态情况下的雷诺方程,用富利叶正弦变换方法,得到油膜压强及油膜力的解析解。作为第一个特例,得到了转子失稳后油膜压强及油膜力的解析解。作为第二个特例,得到了静态时的解析解,算例的数值结果与文献中的叙述一致。为了检查所导出的公式的可信度,取压粘系数α等于０,使问题退化成为具有恒粘度的有关公式,其数值结果与有关文献的相应数值结果作了广泛比较,两者吻合度甚好。     

柔性支承的滑动轴承-刚性转子系统动力学特性分析

综合考虑滑动轴承油膜力支撑、柔性支承受外部激励等非线性因素的影响,建立一个两端柔性支承的刚性转子模型,运用4阶变步长Runge-Kutta算法对系统的动力学行为进行数值仿真,得到了刚性转子系统在不同外部激励幅值下随转速变化时的位移分岔图,以及特定参数下的相图、Poincaré映射图,直观揭示了系统的动力学特性.结果表明...     

利用转子故障耦合动力学系统模型识别油膜涡动下的碰摩故障

转子碰摩故障通常为不平衡、不对中以及油膜涡动等故障引发的二次故障,其信号通常具有周期、拟周期和混沌这3种复杂的非线性特征。本文针对油膜涡动下的转子碰摩故障诊断问题,建立了含不平衡、油膜涡动以及碰摩故障耦合动力学模型,利用数值仿真研究了转子系统在油膜涡动下的碰摩故障频谱特征,提取了反映耦合故障的特征信息。为了准确的对碰摩故障进行诊断,通过不断改变系统参数获取了包括各种状态下的耦合故障样本。最后构造了结构自适应神经网络,利用一半样本对神经网络进行训练,再用另一半样本对训练好的神经网络进行测试,识别率达到了94%以上。计算结果充分表明了本文方法对于识别油膜涡动和碰摩耦合故障的有效性。     

滚动轴承-转子系统的非线性动力学特性分析

接触非线性和间隙非线性耦合导致滚动轴承 转子系统表现出复杂的动力学特性 ,在工作转速范围内系统会产生分岔混沌振动 ,从而影响系统工作的稳定性和可靠性 ;在计及轴承接触非线性和径向间隙的条件下 ,建立了滚动轴承支承的水平刚性转子系统的非线性动力学模型 ,用数值积分方法得到系统在不同参数域中的相图、轴心轨迹、频谱图及Poincar啨映射图 ,研究了系统响应随转子转速的变化趋势。结果表明 :轴承的径向间隙是决定轴承 转子系统动态响应的一个重要参数。随着间隙的增大 ,混沌响应区变宽 ,轴承的动态刚度减小 ,故在设计滚动轴承 转子系统时 ,应对径向间隙进行优选。     

轴承-转子系统动力学

介绍了在流体润滑理论和转子动力学基础上发展起来的一门新兴交叉学科－轴承－转子系统动力学的发展历史,所包含的研究内容以及在现代高速旋转机械中开展轴承－转子系统动力学设计的重要性。     

箔片动压气体轴承转子系统动态特性试验研究

在箔片动压气体轴承的润滑分析模型和动态特性数学模型基础上,结合牛顿力学方程,建立箔片动压气体轴承-转子系统动力学方程,并研究其刚度和阻尼系数的计算方法;试验测量箔片动压气体轴承-转子系统的振动及速度,计算其刚度和阻尼系数;结合图谱法分析箔片动压气体轴承-转子系统在升速过程中的线性失稳和非线性失稳现象,研究转速对其刚度和阻尼系数的影响规律。结果表明：箔片动压气体轴承-转子系统主刚度系数整体随着转速的升高而增大,而交叉刚度整体随着转速的增加而减小且变化趋势相对较为平缓;阻尼系数整体随转速的提高而减小;系统自身阻尼抑制了扰动和低频能量的聚集,避免了箔片振动发生,从而有效地提高了系统运行的稳定性。提出的动态特性系数计算方法结合气体润滑理论与动力学模型,并结合试验测试,可以有效地获得轴承-转子系统的动态特性。     

三油楔轴承结构参数对转子系统临界转速的影响

以三油楔固定瓦滑动轴承（不同心）一弹性Jeffcott转子系统为研究对象。在计及滑动轴承各向异性特点的基础上，通过编程计算，求解了滑动轴承的刚度系数和轴承一转子系统的水平临界转速和垂直临界转速。获得了轴承结构参数——宽径比、最小间隙比和预载荷系数对系统临界转速的影响规律。结果表明：改变轴承结构参数对系统临界转速产生影响，尤其对水平临界转速影响较大；增大宽径比、减小最小间隙比和预载荷系数可以增大系统的水平临界转速；增大宽径比和最小间隙比，垂直临界转速先减小后增大；增大预载荷系数，垂直临界转速增大。     

外阻尼对滑动轴承转子系统稳定性的作用

在线性范围内对滑动轴承转子系统在转子外阻尼作用下的稳定性区域形态进行了研究,并分别导出了立式和卧式转子系统的界限转速及涡动频率的解析表达式。结果表明,外阻尼可使立式系统在某一界限转速外进入无上限稳定区;而使卧式系统出现了两个界限转速,形成一个失稳区夹于两个稳定区之间的关系稳定性区域形态,最后通过算例对有关推论进行了证明。     

压黏效应对螺旋油楔动压滑动轴承特性的影响

对螺旋油楔动压滑动轴承进行了研究,推导出了斜坐标系下雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程的有限差分公式.在此基础上,建立了考虑压黏效应的螺旋油楔动压滑动轴承的雷诺方程式.运用有限差分法,计算得出有无考虑黏压效应情况下,轴承的动静特性参数.结果表明:压黏效应使滑动轴承的油膜厚度有所提高,油膜压力、承载力和端泄量有所减小;压黏效应对轴承的刚度系数和阻尼系数、流线分布、摩擦阻力和温升都有不同程度的影响,是分析螺旋油楔动压滑动轴承动静特性的一个不可忽略的因素.     

Stability and response analysis of symmetrical single-disk flexible rotor-bearing system

The motion equations have been established for symmetrical single-disk flexible rotor-bearing system, and non-linear oil-film forces of finite journal bearings are calculated. The rotor's stiffness and damping are considered. The motions of journal and disk have been simulated with fourth-rank Runge-kutta method. The threshold speed of the system based on linear oil-film forces has been derived. Non-linear transient simulation and unbalanced responses are investigated. Moreover, linear oil-film forces are used for computing unbalanced responses, and the feasibility is discussed.     

一种可控滑动轴承-转子系统性能计算方法*

针对可控滑动轴承油膜性能计算困难问题,提出一种考虑基础参振的滑动轴承性能计算的动网格模型,阐述网格更新原理,给出可控滑动轴承所支撑转子系统轴心轨迹的计算方法。在滑动轴承-转子-基础系统的性能计算时,该方法保证油膜径向网格线和轴颈表面垂直,能减小轴承油膜性能计算的累计误差。通过不平衡载荷条件下的转子轴心静平衡位置计算结果与油膜力数据库方法、经典数据进行对比,验证了该模型的正确性,并利用该方法分析受正弦位移激励的滑动轴承-刚性转子系统的工频振动情况。结果表明：选择合适相位和幅值的正弦位移激励来控制轴承座,可减小转子系统的不平衡振动。这为基于超磁致伸缩材料的轴承、基于压电陶瓷材料的轴承、柔性铰链可倾瓦轴承等可控轴承-转子系统的性能计算提供了一种新方法。     

不对称润滑对碰摩转子-轴承系统的动力学影响

在考虑非线性油膜力的基础上,建立了具有碰摩故障的转子-轴承系统的动力学模型。用数值方法研究了在非线性油膜力作用下具有碰摩故障的转子系统的动力学特性,并研究了当改变其中一个支承轴承润滑油的粘度时,转子系统的动力学特性。研究发现,随着一轴承润滑油粘度的降低,转子系统亚临界角速度区的混沌区域和拟周期区域扩大了。该结果为采用不同粘度润滑剂的转子-轴承系统的优化设计、安全运行和故障诊断等提供了一定的理论参考