轴承-转子-定子系统局部碰摩的分岔与混沌行为分析

提出了三个质量六个自由度轴承-转子-定子系统非线性的碰摩力模型，研究了轴承-转子-定子系统发生碰摩时的分岔与混沌行为，并利用计算机仿真对发动机转子的碰摩故障进行了数值模拟，进而讨论了转子系统参数的变化对转子混沌运动状态的影响，发现了具有非线性碰摩力的局部碰摩转子系统的各种多周期运动和混沌运动。     

质量慢变转子系统的碰摩分析

根据离心机转子质量慢变以及偏心量大的特点，对其在线性碰撞力和线性摩擦力作用下的碰摩动力学特性进行了理论研究，建立了相应的质量慢变碰摩运动微分方程，并应用数值方法分析了转子转速及不平衡量的变化对碰摩转子系统的振动特性的影响，分别从不同侧面描述和揭示了质量慢变转子系统的周期运动、拟周期运动，以及这些运动形式的转化与演变过程．结果表明质量慢变转子系统相当于一个具有时变阻尼和时变刚度的转子系统，该系统的显著特点是在碰摩过程中转子呈现为拟周期运动，并非像相应的恒定质量转子系统那样出现混沌运动．     

转子系统拟周期演变为混沌运动过程分析

目的考虑主质体弹性分析具有局部碰摩的水平悬臂双盘-轴承转子系统的运动性态.方法对建立的转子系统碰摩动力学运动方程,进行计算机数值模拟,以碰摩体径向刚度为分叉参数,结合Poincaré截面图、波形图、相平面图、轴心轨迹图、功率谱图和自相关函数图,分析系统运动状态.结果发现在一定的碰摩体径向刚度数值条件下,系统由拟周期演变为混沌运动,这种演变过程是渐进的过程,演变过程中拟周期和混沌两种运动同时存在,称为拟周期混沌运动状态.这种运动状态并不稳定,随着碰摩体径向刚度的增大,拟周期解成分在不断减弱,而混沌解在不断增强,最终只存在混沌解.随着阻尼的增大,这种由拟周期演变为混沌运动的现象消失,且系统的分叉发生了根本性的改变.结论系统通向混沌的道路是周期3、倍周期分叉和拟周期运动演化为混沌运动.     

大型汽轮发电机组碰摩引起的振动突变机理

研究大型汽轮发电机组运行过程中碰摩引起的振动突变现象及其机理.研究结果表明:转子与定子之间的碰摩使得转子系统的刚度由线性刚度演变成非线性刚度,导致转子系统的振动行为发生变化;动静碰摩,在转子上施加了一个热不平衡量,这个热不平衡分量与原始不平衡量合成后,产生一个旋转的综合不平衡;当综合不平衡量达到最大值时,在非线性转子系统上施加一个很大的作用力,从而使转子的振动发生突变.控制转子的原始不平衡量和碰摩引起的热不平衡量是控制转子振动突变的根本措施.     

航空发动机双转子系统碰摩故障的仿真研究

本文针对航空发动机双转子系统的碰摩故障进行了动力学仿真研究。对航空发动机双转子系统试验器的模型进行了简化,基于ADAMS平台,建立了双转子碰摩系统的多体动力学模型。分析获得了轻微碰摩、较重碰摩和严重碰摩三种碰摩状态下转子系统的时、频域振动响应和轴心轨迹。结果表明:在双转子碰摩系统中,随着转静件碰摩得从轻到重,其轴心轨迹和振动频谱成分发生了较大的变化;特别是在碰摩刚度和阻尼系数较大的条件下,振动响应的频谱变得越来越复杂,出现了高次谐波、组合谐波和次谐波成分。     

多盘转静子系统轴向碰摩点分布研究

为分析转静子系统发生轴向碰摩时碰摩点的分布情况,建立了多盘转静子系统力学模型,综合考虑了盘在横向和纵向上的振动位移,应用弯曲变形理论确定了圆盘在两个方向上的转动角位移,基于平行四边形法则得到了圆盘的合成角位移,推导并给出了碰摩点分布及其轴向碰摩力的数学表达式。根据所推导的碰摩点轴向位移和轴向力公式,即可建立轴向碰摩时的振动微分方程。     

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.     

转子系统碰摩的非线性动力学分析北大核心

汽轮发电机组作为电厂的核心设备,其稳定安全的运行对国民经济建设和生活起着重要的作用,研究汽轮发电机组的转子系统故障具有重要的现实意义。提出用非线性动力学行为进行不确定转子系统参数的研究,为重要参数的选择和实际控制转子的稳定运行提供依据。基于Jeffcott模型,建立碰摩力作用下参数不确定转子系统的动力学方程。经数值分析研究系统在变转速比下的分岔特性,分析几个特定参数下系统随转速比变化的分岔特性和非线性动力学行为。发现变转速比对系统的非线性动力学行为影响很大,随转速比增大,系统逐渐出现分岔、拟周期运动,不稳定性增加。得到在不同参数下,系统响应变转速比下的分岔图,总结得出偏心量取中等值时系统的运行状态最复杂,转子等效阻尼的增大能够有效抑制分岔过程,而增大定子刚度可以使分岔过程复杂化。     

转子系统碰摩的非线性动力学分析

汽轮发电机组作为电厂的核心设备,其稳定安全的运行对国民经济建设和生活起着重要的作用,研究汽轮发电机组的转子系统故障具有重要的现实意义。提出用非线性动力学行为进行不确定转子系统参数的研究,为重要参数的选择和实际控制转子的稳定运行提供依据。基于Jeffcott模型,建立碰摩力作用下参数不确定转子系统的动力学方程。经数值分析研究系统在变转速比下的分岔特性,分析几个特定参数下系统随转速比变化的分岔特性和非线性动力学行为。发现变转速比对系统的非线性动力学行为影响很大,随转速比增大,系统逐渐出现分岔、拟周期运动,不稳定性增加。得到在不同参数下,系统响应变转速比下的分岔图,总结得出偏心量取中等值时系统的运行状态最复杂,转子等效阻尼的增大能够有效抑制分岔过程,而增大定子刚度可以使分岔过程复杂化。     

A new visco-elastic contact model of traveling wave ultrasonic motor with stator frictional layer

A new contact model of traveling wave ultrasonic motor (TWUSM) with a visco-elastic stator frictional layer was presented. In this model, the initial boundaries were revised, and the rotor revolution speed could be calculated iteratively. This model was compared with compliant slider and rigid stator model. The results of motor characteristics simulations showed that the motors based on this model would gain bigger stall torque. Then the friction and wear characteristics of two models were analyzed. The motors based on this model had lower coefficient of friction and better wear resistance.     

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

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｔｒｉｎｇｅｎｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉ ｃｉｅｎｃｙｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｍａｋｅｓｔｈｅｒａｄｉａｌｃｌｅａｒａｎｃｅｂｅ ｔｗｅｅｎｒｏｔｏｒａｎｄｓｔａｔｏｒｓｍａｌｌｅｒａｎｄｓｍａｌｌｅｒｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ ,ｔｈｅｒｅｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｔｈｅｒｏｔｏｒｔｏｒｕｂ .Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｕｂｂ…     

电磁轴承刚性转子系统前馈解耦控制

为了消除电磁轴承支撑的刚性转子系统径向各自由度间的耦合,提出电磁轴承刚性转子系统径向四自由度的前馈解耦控制策略;针对解耦后系统存在的不平衡振动,提出基于不平衡量辨识的转子不平衡补偿方法;为了提升解耦和不平衡补偿效果,利用最速跟踪微分器来获取前馈解耦控制器及不平衡量辨识器所需的微分信号.仿真及试验结果表明,所设计的前馈解耦控制器可以将电磁轴承刚性转子系统径向原来相互耦合的四自由度系统解耦为4个单自由度系统;利用所设计的不平衡量辨识器辨识出转子不平衡量并对其进行补偿,能够抑制转子系统的不平衡振动;采用最速跟踪微分器,不仅能够削弱测量噪声对解耦效果及不平衡补偿效果的影响,还能够提升控制系统的抗噪能力.     

一种减小行波型旋转超声电动机径向滑移的方法

为了减小行波型旋转超声电动机定子与转子间的径向滑移,提出通过增大转子摩擦层径向最大剪切变形角的方法和基于定子与摩擦层间的黏滑原理来减小定子与转子间的径向滑移,分析了影响摩擦层的径向最大剪切变形角的因数;在ANSYS10.0中建立电动机定转子三维有限元接触模型;对影响定转子间径向滑移的因素进行仿真分析。分析结果表明,可以通过增大定子与摩擦层间的摩擦因子和增大摩擦材料的泊松比来减小电动机定子与转子间的径向滑移。摩擦材料泊松比的改变对减小径向滑移的贡献程度要大于定子与摩擦层间摩擦因子的改变对减小径向滑移的贡献程度。     

主动电磁轴承转子系统自适应不平衡补偿控制

为了抑制振动,提高转子旋转精度,提出一种基于振动识别的不平衡补偿控制方法.该方法无需控制对象的传递函数,通过对主动电磁轴承施加试探性补偿信号,同时检测转子位移响应中不平衡振动的幅值和相位变化,直接计算出不平衡振动的Fourier系数,产生精确的补偿电磁力,实现不平衡补偿控制.在控制性能测试的实验中,振动响应的功率谱显示转速频率的振动能量有近30 dB的下降.实验结果表明,该方法对不平衡振动的抑制效果是显著的.     

Investigation of the Dynamic Characteristics of a Rotor Bearing Assembly

ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａＲｏｔｏｒＢｅａｒｉｎｇＡｓｓｅｍｂｌｙ￥（刘庆明）（庞志成）ＬＩＵＱｉｎｇｍｉｎｇＰＡＮＧＺｈｉｃｈｅｎｇ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＭｅｔｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ...     

飞机水平盘旋下弹性支承转子的特性研究

为研究转子系统在一定的外激励下的特性,使得研究与实际状况更加吻合,采用Jeffcott转子弹性支承模型,建立飞机处于水平盘旋状态下弹性支承转子系统的运动微分方程.运用Runge-Kutta数值法研究了飞机水平盘旋下处于一定角速度的刚性和弹性不同支承情况下的瞬态响应,并对仿真结果进行对比分析.结果表明,由于弹性支承使其转轴刚度降低,其临界转速随之降低;处于同一角速度下的弹性支承比刚性支承进入稳定振动的时间长,比刚性支承振动幅度大;弹性支承和刚性支承在同样的情况下转动都会产生稳定的周期解;因此可以通过对转子系统支承刚度的适当调节,可以达到优化系统性能的目的.     

带有支承松动故障的转子系统的非线性振动

应用转子动力学和非线性动力学理论分析了支承松动的转子系统的复杂非线性现象，通过以转速比变化为参数的分叉图得出：当工作转速低于一阶临界转速时，支承松动引起的振动较大；而当工作转速高于一阶临界转速时，松动引起的振幅反而较小，但是在一定的条件下会发生亚谐共振现象而引起较大的振动.同时，还通过频谱分析对转子支承松动的振动特征进行了研究.以上结论及振动特征为旋转机械的转子故障诊断提供了理论依据.     

Self-excited vibration of driveline for vehicle launch

The launch shudder phenomenon induced by self-excited vibration of driveline was studied with a compact car equipped with AMT as research object. The research showed that self-excited vibration was closely related with damping of driveline,the variation of friction coefficient,equivalent radius of friction plate and applied force of pressure plate. Six DOFs torsional vibration model of vehicle driveline was established according to the parameters of the certain compact car. The simulation was carried out and the result was compared with test data. It was found that the negative slope of friction coefficient with relative slip speed does not necessarily lead to self-excited vibration and the frequency of self-excited vibration on 1 st gear is near to the 1 st order of torsional natural frequency.The influence of each viscous damping in driveline on self-excited vibration was analyzed by simulation and the results showed that increasing the torsional dampings of half-axles and tires properly was effective to improve launch shudder phenomenon.     

基于传递矩阵与有限元法对陶瓷电主轴转子动态特性的分析

目的求解170SD30-SY无内圈陶瓷电主轴转子的固有频率,分析转子动态特性．方法利用Prohl传递矩阵法、有限元法对陶瓷电主轴转子进行了固有频率的计算和仿真分析,并绘制位移与频率、刚度与频率曲线,对陶瓷电主轴转子动态特性进行分析．结果通过Prohl传递矩阵法求解的结果与有限元仿真结果对比,固有频率误差最大为12％,有限元分析得出转子前四阶振型,主轴前端振动范围及刚度与固有频率的变化趋势,从而便于研究预紧与振动之间的关系．结论通过计算与仿真验证,证实两种方法的可行性及有限元法便于求解分析,得出陶瓷电主轴的固有频率高于普通钢轴,增加刚度有利于固有频率的提高,为陶瓷电主轴转子的动态特性分析提供充分依据．