带弹性支承和挤压油膜阻尼器高速柔性转子系统稳态不平衡响应分析

本文应用传递矩阵法和松弛迭代法,结合具体发动机型号对支承于弹性鼠笼和挤压油膜阻尼器上的高速柔性转子系统稳态不平衡响应进行了理论分析。分析中考虑了轴的质量分布和转子的陀螺力矩。讨论了油膜阻尼器参数、弹性支承刚度系数及不平衡量参数对转子系统稳态不平衡响应的影响,从而为发动机减振系统设计提供了理论依据。     

弹用发动机转子支承系统参数优化

采用Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法及松驰迭代法，对具有挤压油膜用尼器和弹性支承的柔性转子系统的稳态不平衡响应进行了理论分析．在此基础上．运用混合罚函数法对某型号涡喷发动机转子支承系统的弹性支承刚度及挤压油膜阻尼器的诸参数进行了优化设计，从而为新型发动机的研制，提供了理论依据．     

带弹性阻尼器转子系统稳定性分析

挤压油膜阻尼器串接在转子——轴承系统,降低了支承系统的刚度、增加了阻尼,因而有效地提高了转子系统的稳定性。在航空上,它已得到广泛的应用,在民用的透平——压缩机组上也有应用实例。但经验指出,只有刚度、阻尼匹配合适的阻尼器,才能起到良好的效果。为此,本文在[4]的基础上,进一步分析带弹性阻尼器转子系统的稳定问题和以提高转子稳定性为目标的阻尼器参数优化设计,以及实验示例。     

带挤压油膜阻尼器的转子系统瞬态动力响应计算方法

本文采用传递矩阵法导出了以瞬态刚度矩阵[D]为特征的带挤压油膜阻屁器的转子系统的主导方程，采用离散时间传递矩阵法求解转子系统的瞬态动力响应。该方法在常规传递矩阵法的基础上，引进了挤压油膜阻尼器瞬态系数矩阵[Ts]，将挤压油膜力统一综合处理，这不仅提高了该方法的通用性，减少了计算时间，也可以处理支承非对称、非线性的转子系统，本文对一模型转子进行了瞬态动力响应分析，结果表明该方法是有效的。     

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.     

多间隙耦合非线性动力系统的分叉与混沌

在不考虑齿面摩擦的情况下 ,建立了齿轮 -转子 -轴承系统的 3自由度多间隙耦合的振动模型 ;利用数值方法 ,求得了系统的稳态响应 ,绘制了系统振动位移在不同支承条件下随激励频率的分叉图 ,借助响应的时间历程、相轨迹、Poincaré映射、Fourier谱及 Lyapunov指数等分析了响应的特性。由计算结果发现 :在支承刚度较大时 ,该 3自由度多间隙耦合系统经倍周期分叉进入混沌 ,而在支承刚度较小时 ,系统经拟周期分叉进入混沌。在增大支承间隙时 ,系统响应会发生跳跃和失稳现象     

一种非线性弹性支承转子系统的非线性特性研究

研究了在飞机水平盘旋下非线性弹性支承转子系统的非线性响应,及其分叉和混沌现象.建立了非线性弹性支承下转子系统的模型和运动微分方程,运用Runge-Kutta法对系统进行仿真计算,对在同一非线性情况下转子和支承响应进行分析比较.数值仿真结果表明:由于非线性因素产生在支承处,非线性出现在一倍和二倍临界转速处,并在临界转速附近会出现较复杂的混沌运动;当转速较高时,多出现倍周期、拟周期、周期运动,同时非线性弹性支承转子系统仍具有自动定心功能.     

利用可控挤压油膜阻尼器轴承(CSFDB)主动控制转子系统振动

本文以可控挤压油膜阻尼器轴承(CSFDB)为系统主控元件,运用最优控制理论,设计了柔性转子——支承系统振动的状态反馈控制方案,来主动控制系统稳态不平衡响应和突加不平衡响应。对模型转子仿真结果表明,该闭环控制对转子——支承系统的振动具有显著的抑制作用。因此,CSFDB代替SFDB可望成为航空发动机转子系统振动控制的主要部件。     

求解柔性转子—挤压油膜阻尼器系统偏置协调响应的一种近似方法

本文用等效线性化法导出了求解柔性转子——非同心型挤压油膜阻尼器系统偏置协调响应的一组非线性代数方程,从而分离了转盘及轴颈的运动。数值计算表明,等效解与真实解在一次谐波近似下相当接近,而等效线性化法可明显节省计算机时。     

转子-SFDB系统临界转速及稳定性的一种迭代解法

本文研究装有挤压油膜阻尼器(SFDB)的转子-轴承-支承系统的临界转速计算及运动稳定性分析,探讨了不同的油膜阻尼器设计参数对转子系统临界转速及运动稳定性的影响。文章首先建立起考虑各种因素在内的转子系统的运动微分方程;然后通过复数运算,找出转子系统通过此非线性支承时的传递矩阵;进而用一种新的迭代方法计算转子系统的临界转速及稳定性边界。通过对以上振动特性进行分析,找到挤压油膜轴承-转子系统获得最佳设计时的参数范围。     

论周向供油槽对阻尼轴承-转子系统不平衡响应的影响

依据新近发展的包含供油槽动压作用和流体惯性作用的油膜作用力数学模型〔4〕,研究了阻尼轴承供油槽对转子系统不平衡响应的影响。与已发表的研究结果相比较 ,供油槽增加了转子进动的轨道半径 ,而且影响转子系统的不平衡响应 ,供油槽对不平衡响应的影响与流体惯性有关     

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.     

结构参数可控的挤压油膜阻尼器对刚性转子振动的主动控制

为了避免在传统的挤压油膜阻尼器支承的转子系统中出现的以具有极大的振动及外传力为特性的双稳态工作,并使阻尼器的持性可控,本文提出了利用锥形结构实现其特性的可控,利用砰—砰控制原理对转子振动进行分段控制的方案。在详细地推导出锥形结构参数可控的挤压油膜阻尼器油膜力的表达式之后,从理论和试验两方面讨论了分段控制对转子振动的控制作用。结果表明了采用分段控制方案不仅可以控制转子的振动及外传力,而且还可以避免转子系统在双稳态的大振幅区工作。     

转子系统磁控挤压油膜阻尼器

为了使传统挤压油膜阻尼器的动力特性可控，基于电涡流效应提出了一种新型磁控挤压油膜阻尼器.在一个悬臂柔性转子系统上详细地测量了在不同磁场强度条件下新型磁控挤压油膜阻尼器支撑的转子系统在非旋转状态下的频响函数、在恒定转速下的运动轨道以及在慢加速运行过程中的不平衡响应曲线，并研究了磁控挤压油膜阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的可能性.结果表明，通过调整阻尼器间隙中的磁场强度就能够对阻尼器的动力特性进行控制.在设计合理的条件下磁控挤压油膜阻尼器能够显著地抑制转子系统的振动.随着磁场强度的增大，转子系统在各阶共振转速区的振动减小，共振转速向低转速方向移动.在磁场强度工作范围内，磁场强度越大，阻尼器的减振效果越好.     

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.     

非线性转子轴承系统的稳定与分岔分析

转子－轴承系统中油膜力的非线性对系统稳定性有重要影响,本文基于一刚性转子－轴承系统模型,用打靶法求解了系统的同步周期解、亚谐解,利用数值积分方法和Floquet理论,对系统随转速和偏心率等参数变化的各种分岔情况进行了分析研究,给出了轴承油膜力的非线性对转子－轴承系统失稳的部分影响规律,可为大型旋转机械的安全稳定运动提供参考。     

Bifurcation and chaos of the bladed overhang rotor system with squeeze film dampers

To study the nonlinear dynamic behavior of the bladed overhang rotor system with squeeze film damper (SFD), a blade-overhang rotor-SFD model is formulated using the lumped mass method and the Lagrange approach. The cavitated short bearing model is employed to describe the nonlinear oil force of the SFD. To reduce the scale of the nonlinear coupling system, a set of orthogonal transformations is employed to decouple the one nodal diameter equations of blades, which are coupled with the dy- namical equations ...     

润滑油动力黏度对转子系统动力学行为的影响

根据转子动力学理论,建立了转子-轴承系统的力学模型及非线性动力学方程。将Newmark法、预估-校正机理和Newton-Raphson法相结合,得到了一种有效地求解动力学系统不平衡响应的方法,并以柔性转子轴承处润滑油的动力黏度为控制参数,求解了转子系统的不平衡响应。运用Floquet分岔理论和Poincaré映射分析了转子不平衡周期响应的稳定性,数值结果揭示了系统具有周期运动、二周期运动、四周期运动等非线性现象。     

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.