不平衡转子——滑动轴承系统稳定性的非线性研究

基于周期计算的打靶法和Ｆｌｏｇｕｅｔ稳定性理论，本给出了转子－轴承系统不平衡激励周期解及其稳定性分析的数值方法，用此方法研究刚性转子－圆柱轴承系统中不平衡量对稳定性的影响，结果表明，转子不平衡对稳定性有较大的影响，特别是较大的不平衡具有显的增稳作用，讨论了能抑制轴承油膜失稳的最小不平衡量的算法，中轴承瞬态滑膜力直接用差分求解Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程得到，虽然计算量较大，但计算结果较接近实际。     

转子系统不平衡响应的灵敏度和估算方法

本文采用有限元法首次推导出系统的稳态不平衡响应关于各类参数的灵敏度公式,提出了用灵敏度公式估算不平衡响应的近似方法。在转子模型算例中,用所推公式研究了系统参数对不平衡响应的影响,并对不平衡响应进行了估算,将其与重新计算值相比较。当参数变化40%时,不平衡响应的估算误差低于3%,且估算与重算的机时比约为1∶5。     

航空发动机转子—支承系统的突加不平衡响应

在瞬态响应,特别是突加不平衡响应计算中,发现阶跃响应很大,因此,采用常规的盘传递矩阵出现了问题,因为此时(?)等项是不可忽略的。本文导出了考虑(?)影响时,质点与盘的传递矩阵,并以一双转子航空发动机的转子——支承系统为例进行了突加不平衡响应计算,结果表明,改进后的传递矩阵有较好的适应性,克服了常规盘传递矩阵的弱点。文中所导出的传递矩阵也可用于转子系统的加速特性分析等。     

大型非线性转子-密封-轴承系统的不平衡响应与稳定性

对实际大型汽轮机转子-密封-轴承系统建立了具有超大规模维数的非线性动力学模型,该模型考虑了密封的非线性激振力、可倾瓦轴承的弹性支承力、转子的阻尼力、不平衡质量力和重力.采用Newmark方法对其进行数值求解,模拟出转子升速过程中汽流激振现象的典型特征和发生汽流激振的失稳转速,并且得到系统参数对转子不平衡响应和稳定性的影响规律.结果表明:适当的增大转子的阻尼、密封的半径间隙和密封流体轴向流速可提高转子发生汽流激振的失稳转速,这为在设计和运行中提高实际大型汽轮机转子-密封-轴承系统的稳定性提供了参考依据.     

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.     

模拟转子不平衡响应数值分析及实验研究

对模拟转子进行了不平衡响应的有限元计算，并进行了相应的实验研究。在转速为９６０ｒ／ｍｉｎ和１５６８ｒ／ｍｉｎ时，不平衡响应的计算结果与实验结果的误差近似为１．７％和２．１％，计算结果与实验结果相符。     

具有非线性不对称支承的弹性梁系统的冲击响应

研究具有多个非线性、不对称支承和阻尼器约束下的弹性梁系统的冲击动力学响应,利用分段线性化方法近似模拟弹性约束的非线性刚度和阻尼特性,根据Hamilton原理和假设振型方法建立系统的运动方程,应用动量平衡方法描述冲击过程中的瞬态作用力与广义速度增量的关系,分别以横向冲击和突变荷载为例,数值模拟了系统的冲击瞬态响应,分析了支承约束的非线性特性对系统动力学响应的影响。     

非线性转子—轴承系统瞬态响应求解的分块直接积分法

提出了一种求非线性转子－轴承系统瞬态响应的分块直接积分法，该方法把隐式直接积分法需迭代求解的高维非线性代数方程降到一个低维非线性代数方程，从而比普通直接积分法的求解时间减少了许多。     

含不平衡-碰摩-基础松动耦合故障的转子-滚动轴承系统非线性动力响应分析

建立了滚动轴承支承下的转子系统的不平衡-碰摩-基础松动耦合故障动力学模型.充分考虑了滚动轴承的间隙、非线性赫兹接触力以及由变柔性VC(Varying compliance)振动,综合考虑了转子不平衡、转静碰摩以及基础松动故障的耦合振动.运用数值积分方法分析了转子旋转速度、滚动轴承间隙、碰摩刚度、转子偏心量及轴承座质量对系统动力响应的影响,并运用分叉图、相平面图、频谱图以及Poincar橛成溲芯苛讼低撤植嬗牖煦缣卣?发现了含不平衡、碰摩及基础松动耦合故障的转子-滚动轴承系统的非线性动力响应规律.     

不平衡质量的大小和分布对柔性转子—轴承系统稳定性的影响

本文详细考察了滑动轴承支承的转子不平衡质量的大小及分布对系统稳定性的影响.大量计算结果除支持了有关文献中关于刚性转子不平衡质量的大小对系统稳定性影响的结论外,更重要的还发现:对柔性转子而言,不平衡质量的分布也是一个重要的影响因素,其程度可能要超过不平衡质量的大小的因素.计算结果表明:当转子不平衡量所引起的强迫振动的挠曲线与转子的一阶振型相吻合或接近时,对转子的稳定性是不利的.而当转子强迫振动的挠曲线与转子的二阶或三阶振型相吻合或接近时,增加不平衡量会提高系统的稳定性.     

非线性刚度不平衡转子动力学行为研究

本文以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素，建立了具有非线性刚度轴的转子系统的动力学模型，利用数值积分和Poincare映射方法，对转子系统由于质量不平衡故障导致的非线性动力学行为进行了研究，发现此类非线性振动系统具有倍周期分岔、阵发性分岔、倍周期倒分岔、拟周期和混沌等复杂的动力学行为，为此类系统的安全运行和有效识别转子故障提供了理论参考。     

转子故障的仿真诊断

本文提出了仿真诊断概念。提出了一些利用计算机仿真实际转子─轴承系统进行故障诊断的方法。指出仿真诊断是对现有诊断技术的重要补充，这种诊断既可定性又可定量。并以一实验台为例验证了诸法的正确性。     

三种非线性力作用下高参数涡轮转子复杂运动响应

考虑油膜力、气流力和密封力等三种非线性力,建立单跨对称弹性转子的动力学方程。采用Matlab软件对方程进行数值积分,研究系统在转速、气流速度和密封间隙改变时的动力学行为,并考虑到高转速、大的气流速度等高参数及密封小间隙影响。结果表明：转速的改变,使系统出现周期1运动、周期3运动、周期4运动和概周期运动等复杂动力学行为;...     

俯冲拉起下裂纹转子的非线性

研究了裂纹转子在平飞和俯冲拉起状态下的非线性响应，建立了数学模型，推导了转子运动方程。由结果发现：响应进入混沌的道路有拟周期环面破裂、周期3运动失稳和阵发性混沌进入混沌三条。俯冲拉起一般会对系统的非线性响应起到抑制作用；但是系统响应的转角振幅明显增大，因此增大了转子失稳的可能性；深裂纹情形下，俯冲拉起的抑制作用不是很明显。     

单层平面索网结构风振响应的几何非线性特性研究

单层索网体系具有刚度小，质量轻，阻尼小等特点，对风荷载较为敏感，目前对该结构体系风振响应分析的相关研究很少，我国现行幕墙规范相关设计方法也不完善，深入研究索网结构的抗风性能显得尤为迫切。本文以线性自回归模型模拟脉动风速，采用随机模型时程分析方法计算索网的风振响应，探讨考虑不同脉动风速空间相干函数对分析结构风振响应的影响，着重研究在3种索网分析模式下的动力时程响应特征，以及在静力荷载作用下索网的非线性程度，分析结果表明：采用与风频率相关的空间相干函数进行索网的响应分析更合理；索网在平均风荷载作用下达到平衡位置后，在脉动风荷载作用下的非线性程度较弱，可以近似作为线性结构处理，因此可以平均风荷载作用下的平衡位置作为基准，采用频域方法分析单层平面索网的风振响应，这为下一步系统地研究点支式幕墙单层平面索网结构的抗风设计方法奠定基础。     

动静件有干摩擦的转子系统动态特性分析

本文用动力学基本理论建立了转子和定子之间有干摩擦的转子系统动态特性分析的数学模型。对该模型的动态特性分析表明：这类问题的失稳运动在不同条件下可以是正进动,也可以是反进动;转子转速在临界转速以下时也会发生反进动失稳运动;摩擦力在系统未失稳时起推迟发生正进动失稳的作用,但是也有扩大反进动失稳转速范围的作用。     

双跨转子-轴承系统裂纹-碰摩故障的非线性响应研究

分析了带有裂纹-碰摩故障的具有三轴承支承的双跨弹性转子系统的复杂非线性运动。在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了双跨裂纹-碰摩弹性转子-轴承系统动力学模型,并对系统裂纹、碰摩及其耦合故障对系统非线性动力学响应的影响进行了数值仿真研究。单一裂纹故障时系统响应在超临界转速区有短暂的混沌运动;单一碰摩故障时系统响应在亚临界转速区有拟周期运动出现;裂纹-碰摩耦合故障时在超临界转速区有较大范围的周期4运动区间,小裂纹对系统非线性特性的影响不明显。研究结果为转子-轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供了一定的理论依据和参考。     

具有初始弯曲转子振动峰值的控制方法

本文从理论上研究了控制初始弯曲引起的转子振动幅值的一种新方法。通过在与转轴初始弯曲方向成较大夹角的方向添加不平衡质量的方法 ,使转子新的不平衡方向与初始弯曲方向夹角接近 180° ,则可以减小转子在临界转速附近的振幅。无论新的不平衡参数大于或小于初始弯曲参数 ,只要新的不平衡参数不至于太大 ,则临界转速附近的振幅响应肯定会得到改善。特别是当新的不平衡参数近似等于初始弯曲参数时 ,无论转速高低 ,振幅都会大幅下降。当重力参数、外阻尼系数和内阻尼系数改变后仍有同样结论。本文援引文献 [2 ]中的实例对这种方法进行了验证 ,并给出了解决类似故障的步骤。本文的方法可用于处理生产实际中转轴初弯引起的振动问题     

货车振动系统频率响应的模拟

本文以ＣＡ１０９１货车振动系统进行分析和简化,将ＣＡ１０９１货车简化成八自由三维空间质弹系统模型,以四轮的路面随机激励作为系统的输入,用计算机模拟车身和司机座椅的频率响应,用Ｃ语言编写了计算程序,并计算和绘制出货车车身及司机座椅垂直加速度功率谱曲线。