滚动轴承——弹性转子——定子系统碰摩故障的非线性动力学分析

以非线性转子动力学理论为基础，结合某发动机模拟器的结构特点，建立了滚动轴承——弹性转子系统碰摩故障的非线性动力学模型，分析了Hertz接触力对滚动轴承和转静件碰摩的影响，利用数值模拟分析了该系统的分叉与混沌运动，得到了一些有价值的结论，所得结果可为进一步研究该型发动机碰摩故障提供理论分析依据。     

非线性转子-机匣系统碰撞稳定性分析

转子与机匣的碰撞在一定条件下可能诱发转子失稳。以转子．机匣系统为研究对象,将转子和机匣视为弹性体并考虑了阻尼的效应,建立了非线性转子一机匣系统的碰磨模型和动力学方程。利用Lyapunov运动稳定性理论和Routh—Hurwitz稳定性准则分析了系统的碰撞和失稳条件,通过数值方法和Matlab程序得到了碰撞和失稳的临界转速以及系统参数对临界转速的影响。理论分析和实例计算表明,转子及机匣的刚度和阻尼对临界转速的影响较大,增大机匣刚度和转子的阻尼可以增大碰撞的临界转速,失稳发生在转速较高时,且失稳的临界转速比碰撞得临界转速高的多。具有重要的工程实用价值,为旋转机械的设计和参数优化提供了理论基础。     

双跨转子轴承系统碰摩-松动耦合故障非线性动力学分析

建立了双跨转子轴承系统碰摩松动耦合故障形式下的非线性动力学模型,并进行了数值分析。利用分叉图、Poincaré截面图和相位图观测转速、偏心量以及松动质量变化时系统非线性动力学响应的变化,得出不同参数变化对系统特性的影响规律。结果表明,该系统具有明显的混沌和分岔特性,且偏心量和松动质量对系统的非线性特性影响十分明显,数据结果能为有效进行故障预测提供理论依据。     

磁悬浮转子系统的非线性动力学特性

为了研究某磁悬浮转子的非线性动力学特性,考虑了系统非线性因素的影响,由Taylor级数展开得到非线性电磁力的表达式,建立了刚性磁浮轴承转子系统动力学模型和空间状态方程,用数值积分法对其进行分析.通过数值分析得到了该系统在某些参数域中的波形图、频谱图、相图以及轴心轨迹,直观显示了系统在某些参数域中的稳定运行状态.分析结果表明,该磁悬浮转子系统在转速为60000r/min和一定的偏心量范围内处于稳定运动状态.     

非线性转子-轴承系统动力学分叉及稳定性分析

应用精度高、速度快的非线性油膜力数据库方法及非线性动力系统的稳定性和分叉理论对转子 -轴承系统进行了分析 .数值计算得到了转子 -轴承系统发生倍周期分叉时的分叉点及分叉图 .揭示了不平衡转子 -轴承系统从同步周期运动分叉发生一系列倍周期运动、最后导致混沌运动的过程 .采用Floquet理论对转子 -轴承系统周期运动的稳定性进行了分析 ,并给出了某些转速下的轴心轨迹和Poincar啨映射图 .结果表明 :系统在特定参数范围内存在 1-T周期运动、2 -T倍周期运动、K -T周期解及混沌运动 ;当系统发生倍周期分叉时至少有一个Floquet乘子经过点 (- 1,0 )穿出单位圆 .该分析方法为进一步对多自由度非线性转子 -轴承系统的动力学特性进行研究打下了基础 .     

转子机匣系统的瞬态动力响应计算

将航空发动机整机作为三路来建立模型，用直接积分法分析发动机整机瞬态动力响应。实测发动机安装节处动刚度，以考虑飞机系统的影响，建立了以传递矩阵法为基础的静子主支承刚度阵及主支承到安装节的力－位移传递函数算法，并通过计算转子系统的动力响应来获得整机瞬态动力特性。附有一双转子航空发动机算例，并给出了计算结果。     

非线性不平衡转子-轴承-密封系统的动力学行为研究

建立了同时考虑非线性油膜力和非线性密封力的转子-轴承-密封耦合系统的动力学方程,并采用数值模拟的方法对这个耦合系统的分岔和混沌行为进行了研究,通过系统响应随转子转速变化的分叉图和最大Lyapunov指数曲线图、一些典型的Poincare截面图、轴心轨迹图和时间响应图来反映系统响应从周期运动通过倍周期分岔,最后到达混沌的运动及其演变过程。     

非线性碰摩转子的参数自适应控制

因转子和机匣之间的碰摩事故经常发生,故以转子-机匣系统为研究对象,将转子和机匣视为弹性体并考虑阻尼效应,建立了非线性转子-机匣系统的碰摩模型和动力学方程。根据自适应控制理论,给出了一种多重参数自适应控制算法。利用此方法对非线性转子-机匣系统进行了仿真研究,仿真结果表明,本文提出的参数自适应控制律具有较强的稳定控制能力,该方法适合于多重参数非自治复杂多周期系统,在外界干扰下引起多周期状态的情况,可自适应地调整到正常的工作状态,具有重要的实际工程应用价值。     

非线性转子-轴承系统的分叉行为研究

对刚性Jeffcott转子进行了分叉行为研究.无量纲轴承油膜力的表达式中考虑了滑油粘性力的作用.利用多变量Floquet定理分析了转子的稳定性.给出了分叉图、Poincare截面田和Floquet乘子变化图.结果表明,转子运动呈现倍周期分叉、切分叉和二次Hopf分叉等复杂的非线性动力学现象.     

非线性抗冲隔振系统研究

从牛顿—欧拉方程出发建立了舰船机电设备抗冲隔振系统的非线性模型,并通过实例计算结果指出,该类隔振器具有良好的隔振效果。研究表明,由于转动角速度较小,在运动方程中的陀螺力项可以忽略,这对于隔振系统建模有重要意义。该结论对如何正确设计设备支撑保护系统提供了理论参考依据。     

一起循环水泵电机扫膛的原因分析与处理

针对一起循环水泵电机导轴瓦调节螺栓松动,造成电机定子、转子动静部分碰磨的情况,进行原因分析,提出具体改进措施并实施后,取得了较好的效果。     

Nonlinear dynamic behavior of rubbing rotor under interaction between bending and torsional vibrations

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滑动轴承中非线性油膜力引起转子的涡动研究

研究了短轴承考虑压粘效应油膜力引起的转子涡动。为转子失稳后轴颈中心振幅、转子中心振幅及涡动频率提出了相对的简单计算方法。算例表明：当轴承相对间隙值保持定值时，铀颈中心的振幅，转子中心的振幅，涡动频率均较没有考虑压粘效应时相应值低。因此，虽然润滑油的粘性本身就对振动有阻尼作用，但是考虑压粘效应会使阻尼作用增大，从而使振幅衰减，特别是使转子中心的振幅有较大的定减。在所建立的方程中使压粘系数等于零时，其结果与经典方法计算所得的结果符合度甚好。     

非线性规划在坝系优化规划中的应用

应用系统分析技术进行坝系优化规划的研究，建立了一个具有多约束和多变量的非线性规划模型；论述了应用变量分割法求解上述模型与拉格朗日乘子法和罚函数法相比所具有的优越性；在具体实施变量分割法的过程中，通过对变量进基驱动力的研究分析，找到了剔除假可行解的办法，从而应用变量分割法处理奇异函数，且方法简便，紧扣实际，便于推广应用．     

悬臂双盘-轴承转子系统幅频特性分析

目的研究转子系统幅频特性抑制振幅,为提出一种更优化的鉴别方法——振幅跳跃.方法建立具有碰摩故障的八个自由度悬臂双盘-轴承转子系统的力学数学模型,利用计算机数值模拟分析系统的幅频特性.结果该转子系统存在两个临界转速;阻尼能有效地抑制振幅,但当阻尼达到一定值时,再增大阻尼对抑制振幅效果不明显,阻尼使一阶临界转速提高、工作转数范围变窄;碰摩使一阶临界转速提高,共振振幅增大,在低频段出现振幅跳跃现象,随着碰摩间隙的减小,振幅跳跃现象更加复杂.结论在振幅跳跃转速范围,系统的拓扑结构发生了变化,故会出现混沌运动,为研究混沌运动提供一种新的方法.     

非线性体系动力可靠性分析的等效Duffing体系法

等效线性化法是非线性结构体系的随机反应分析最常用的方法,但使用等效线性化法给出的反应结果进行结构动力可靠性分析会带来很大的误差.将一般非线性体系通过均方最小误差原则等效为Duffing非线性体系来进行结构动力可靠性分析.Duffing非线性体系可以通过FPK方程求得其稳态精确解析解,所以使用该等效非线性法进行结构动力可靠性分析不仅计算上方便可行而且精度较高.算例分析表明了等效非线性法分析结果可靠,且比等效线性化法的计算精度有明显提高.     

Analysis on Nonlinear Dynamic Properties of Dual-Rotor System

In order to clarify the effects of support structure on a dual-rotor machine, a dynamic model is established which takes into consideration the contact force of ball bearing and the cubic stiffness of elastic support. Bearing clearance, Hertz contact between the ball and race and the varying compliance effect are included in the model of ball bearing. The system response is obtained through numerical integration method, and the vibration due to the periodic change of bearing stiffness is investigated. The motions of periodic, quasi-periodic and even chaotic are found when bearing clearance is used as control parameter to simulate the response of rotor system. The results reveal two typical routes to chaos: quasi-periodic bifurcation and intermittent bifurcation. Large cubic stiffness of elastic support may cause jump and hysteresis phenomena in resonance curve when rotors run at the critical-speed region. The modeling results acquired by numerical simulation will contribute to understanding and controlling of the nonlinear behaviors of the dual-rotor system.