双盘裂纹转子的非线性动态响应与混沌

研究了含有居中盘和悬臂盘的转子轴上出现裂纹时盘的非线性动态响应。在推导出系统的动力学方程的基础上进行了数值求解。由结果可以看出，盘的摆振在无裂纹的一般为与转速相同的同频振动，一旦裂纹出现，摆振一般为转速的倍频运动。裂纹的深度，转子转速，外阻尼和转子不平衡量对盘的非线性响应有很大影响。增大阻尼和不平衡量会抑制混沌运动。系统运动进入混沌的道路主要有3条：拟周期进入混沌，拟周期经拟周期分叉进入混沌，阵发性进入混沌，阵发性混沌过程中随时间变化存在倍周期分叉现象。     

考虑耦合刚度时含裂纹转子的非线性响应

以开闭裂纹模型为基础，考虑了轴主刚度与耦合刚度的影响，建立了含裂纹转子的非线性运动微分方程。采用Newmark-p法对方程进行数值计算，分析了转速比、裂纹大小和不平衡量等因素对裂纹转子系统响应的影响。针对裂纹转子非线性响应的特点，从有利于故障诊断的角度出发，提出了周期采样峰-峰值(PSP)图，为提取响应的周期、拟周期和混沌运动的特征量提供了一种新方法。结果表明，随着参数变化，响应中存在拟周期、混沌运动和分岔现象；当不平衡量较大时，系统在8／3倍临界转速附近存在大量的拟周期运动。     

裂纹转子振动特性的研究

基于所建立的开闭裂纹转子系统的非线性动力学模型，对裂纹转子在不同裂纹深度下的振动特性进行了研究，在同时考虑转轴在平行裂纹方向与垂直裂纹方向的刚度随裂纹深度的变化的情况下，用数值方法计算了开闭裂纹转子系统在不同裂纹深度时的频谱和幅频图。结果表明，随裂纹深度的加深，转子的振动特性出现 了较大的变化，由于裂纹的存在使其显示特殊的动力学特性，为工程上转子裂纹的诊断提供了依据。     

滑动轴承-裂纹转子系统的非线性稳定性分析

利用打靶法结合Floquet理论,对裂纹转子系统稳态周期运动的稳定性进行了分析与研究,揭示了裂纹转子系统同步周期运动分岔导致概周期运动与混沌运动的演变过程．数值计算表明：裂纹转子系统稳态周期运动失稳存在鞍结分岔、倍周期分岔和Hopf分岔三种形式;刚性支承裂纹转子系统周期运动失稳一般只发生在ω0／3和2ω0／3转速附近,较大的裂纹方位角和适度的偏心量有利于提高系统周期运动的稳定性;滑动轴承支承的裂纹转子系统周期运动一般只在ω0／3、ω0／2和2ω0／3转速附近发生分叉失稳,采用三油叶轴承支承有利于提高滑动轴承-裂纹转子系统周期运动的稳定性．     

横向裂纹多盘柔性转子系统的动力学特性

采用Rayleigh方法计算横向裂纹轴单元的刚度模型,基于有限元法建立具有横向裂纹的多盘柔性转子-轴承系统的数学模型.分析裂纹对多盘柔性转子-轴承系统的动力特性的影响,研究由于裂纹的存在而产生的超谐波共振和亚谐波共振,讨论了这些共振的特点,特别是系统的2倍频和3倍频谐波分量的特性,分析了靠近1/2和1/3倍第一临界转速时的轨迹变化以及裂纹的位置和深度对非线性特性的影响.结果表明,与两端刚性支承的简单Jeff-cott转子相比,利用在次临界转速处2倍频和3倍频超谐波成分作为检测多盘转子系统中的裂纹指标是可行的.     

裂纹转子系统的混沌响应控制方法研究

研究了轴上含裂纹的单盘转子系统出现混沌响应时的混沌控制问题。在采用开闭裂纹模型的基础上．推导了单盘裂纹转子的运动方程。在综合了延迟反馈和正弦周期微扰等控制方法特点的基础上，提出了正弦延迟反馈的控制混沌方法。由仿真结果可以看出，可以通过计算最大Lyapunov指数来选择控制参数。调整控制参数，可以将裂纹转子由混沌运动分别控制到协调运动、周期2运动和周期4运动上。     

刚性转子——SFD系统双稳态响应的非线性分析

本文从刚性转子——SFD(Squeeze Film Damper,即挤压油膜阻尼器)系统的频响方程出发,求得了系统频响曲线的骨架曲线和共振振幅轨迹线;分析了产生双稳态的原因及系统参数对跳跃的影响。发现双稳态跳跃的非线特性为Duffing型非线性与附加分岐型非线性及两者的组合。     

非线性转子-机匣系统的动力学特性

针对一类非线性转子一机匣系统，建立碰摩模型，应用数值分析的方法对其进行研究，得到偏心距变化时系统响应随转速比(S)的分叉图、拟周期运动的轴心轨迹和Poincare截面图，揭示了偏心距的增大使系统运动进一步复杂化和高维系统存在拟周期运动等现象.     

气流激振力作用下转子的非线性特性研究

建立汽轮机低压转子系统的动力学模型,利用数值积分法和Poincare映射法对其进行非线性特性研究,得出转子系统的分岔图、Poincare映射图和最大Lyapunov指数图.分析随转速变化和径向密封间隙对转子动力学行为的影响.结果表明：在转速变化时,系统经过周期运动后进入混沌状态,最后又回到一周期状态.在径向密封间隙变化时,转子经概周期运动后进入混沌状态.     

采用Poincare映射分析含裂纹转子的非协调响应

由Poincare映射不动点的稳定性理论出发，采用“呼吸”型裂纹模型，考虑了裂纹在轴旋转过程中的开闭情况，研究了含裂纹转子的非协调响应，如次谐波的产生、周期运动的突跳现象以及拟周期运动，并分析了其稳定性。由研究结果可以看出，二次谐波的产生对应于倍周期分叉，运动的突跳现象对应于鞍-结分叉，拟周期运动对应于Naimark-Sacker分叉。     

用切比雪夫多项式方法分析支承在颈轴承上的裂纹转子的稳定性

用切比雪夫多项式方法，分析了颈轴承支承的裂纹转子的稳定性。通过大量的数值计算，发现在大重力参数情形下，裂纹引起的不稳定区与裂纹引起的刚度变化比ΔＫ及转子系统的临界转速比Ωｃ有关，从而改进了［２］中的经验公式。当重力参数很小时，不稳定区与ΔＫ和集中在轴承与转盘处的质量比α有关。刚支临界时的Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ数不直接对裂纹不稳定区产生影响，它通过对支承油膜力的影响来改变无裂纹时系统的稳定度，从而影响裂纹不稳定区的出现与否及大小。     

裂纹转子的动力特性研究

本文通过对裂纹转子参数共振及其分数倍频分量的理论分析及数值研究,指出:通过监视转子在2ω_c/3、2ω_c转速附近的分数倍频分量可用以诊断裂纹存在与否;而且监视这些分数倍频分量的变化在实际系统中是可能的。本文还通过对不同共振情况下,分数,整数倍频分量对裂纹的敏感性研究,指出了最易获取裂纹扩展信息的途径。     

非线性系统随机振动响应矩的摄动分析

本文详细讨论了具有非线性刚度和非线性阻尼的振动系统随机振动问题，利用摄动分析技术给出了单自由度体系的响应矩。     

双盘转子-非同心SFD系统的非协调响应和分叉特性

对双盘悬臂柔性转子－非同心型挤压油膜阻尼器系统进行了非线性动力学分析。计算结果以盘转子－非同心型ＳＦＤ系统具有丰富的非协调响应,系统响应中存在大量的亚谐、超谐、非协调甚至轨道不规则的响应。非协调响应区的分布和大小与系统参数的选择有关,当参数选取得较好时,非雷调响应得到一定的抑制,非协调响应区变小,系统具有较好的动态特性;在双盘转子－非同心型ＳＦＤ中存在两种类型的分叉形式,既实分叉和周期分叉形式。当     

柔性转子不平衡响应与传递力的分析

针对某小型发动机的振动进行了分析与计算，并建立了力学模型，分析了不平衡量、油膜间隙、支承刚度、阻尼系数对动力响应的影响，得到了最佳的油膜间隙与传递力的数据，可作为此小型发动机结构设计的参考依据。     

地震方向对转子系统随机响应的影响

目的研究地震方向和转子不平衡与水平地震耦合随机激励对悬臂双盘转子系统随机振动的影响,对转子系统的动力参数的合理确定及随机振动控制提供了依据.方法应用虚拟激励法,通过计算机数值模拟,分析了悬臂双盘转子系统的随机响应.结果分析结果表明,水平方向地震时转子系统的随机响应相对比较强烈;地震和转子不平衡耦合随机激励对转子系统的随机振动的影响不相悖,但也不是线性叠加的关系;由于悬臂端圆盘所受到的约束相对比较差,故随机振动的响应较为强烈,主要的随机振动能量发生于低频,应该提起注意.结论利用虚拟激励的方法分析双盘转子系统的随机振动响应是可行的,分析结果对转子系统的进一步研究及提出转子系统工程实用的简化设计方法,既具有科学意义又具有实用价值.