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 .     

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。     

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。     

弹性转子-轴承系统的分叉研究

为了解决由于非线性油膜力的使用使转子在某些参数域中产生强烈振动的问题,以转子动力学和非线性动力学理论为基础,针对非线性弹性转子－轴承系统的具体特点,用数值积分和庞加莱映射方法对采用短轴承模型的弹性转子－轴承系统特性随某一参数变化时稳定性的改变进行了分析,计算结果表明,系统具有发生倍周期分叉及概周期运动的可能性。用数值方法得到系统在某些参数域中的分叉图、响应曲线、频谱图、相图及庞加莱映射图,直观显示了系统在某些参数域中的运行状态,数据分析结果为该类转子－轴承系统的设计和运行状态控制提供了理论参考。     

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.     

叶片振动对转子-轴承系统动力学行为的影响

依据转子动力学理论，应用Lagrange方程建立了叶片与转子一轴承系统耦合振动的非线性动力学模型．为了分析叶片的惯性影响和系统的时变性，将叶片模化为单摆模型．利用一个线性变换将叶片振动方程中与转子耦合的一节径振动方程与其他叶片振动方程解耦，再利用周期变换将叶片和转子的耦合振动方程转化为常系数方程．采用Runge-Kutta数值方法求解系统的动力学方程，用分岔图、最大Lyapunov指数曲线、Poincar6映射图和频谱图等分析系统的稳定性．数值结果表明：叶片阻尼系数的变化对系统动力学行为有显著影响，在低转速时叶片振动可减小系统发生混沌的转速范围，在高转速时，叶片振动延迟概周期运动的出现．     

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。     

偏心量对转子-轴承-密封耦合系统非线性振动特性影响的分析

转子偏心量是直接关系转子系统运行稳定性的一个重要因素,将迷宫密封力模型和capone圆轴承非线性油膜力模型相结合,建立了具有非线性转子-轴承-密封耦合系统的动力学模型,研究了转子-轴承-密封耦合系统在不同的偏心量下的非线性动力学行为。针对转速对耦合系统动态响应进行了仿真计算,给出了四个不同转子偏心量下系统轴颈和圆盘随转速变化的响应分叉图,以及典型转速下的Poincare截面图。研究发现随着不平衡量增加,系统出现了混沌运动,但在较大不平衡量时,随着转速的增加,系统在混沌运动后最终呈现同频周期运动,这表明较大的不平衡量反而有助于增加系统稳定的作用。还给出了系统在特定转速下偏心量变化影响下的分岔图,并分析了变化的平衡量下系统对应着复杂的非线性运动。数值计算表明,转子转速、偏心量都是影响系统动力学行为的重要因素,随着转速和偏心量的变化,系统呈现单周期运动、拟周期运动、混沌运动等复杂的动力学行为,具有很强的非线性特征。并且这些结果为实验中偏心量的选择提供了有利的依据。     

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。     

Analysis of 1/2 sub-harmonic resonance in a maneuvering rotor system

This paper focuses on the 1/2 sub-harmonic resonance of an aircraft’s rotor system under hovering flight that can be modeled as a maneuver load G in the equations of motion.The effect on the rotor system is analyzed by using theoretical methods.It is shown that the sub-harmonic resonance may occur due to maneuvering flight conditions.The larger the eccentricity E and the maneuver load G,the greater the sub-harmonic resonance.The effects of nonlinear stiffness,damping of the system,maneuver load,and eccentricity on the sub-harmonic resonance region in parameter planes are also investigated.Bifurcation diagrams of the analytical solutions are in good agreement with that of the numerical simulation solutions.These results will contribute to the understanding of the nonlinear dynamic behaviors of maneuvering rotor systems.     

Nonlinear dynamic behaviors of ball bearing rotor system

Nonlinear forces and moments caused by ball bearing were calculated based on relationship of displacement and deflection and quasi-dynamic model of bearing.Five-DOF dynamic equations of rotor supported by ball bearings were estimated.The Newmark-β method and Newton-Laphson method were used to solve the equations.The dynamic characteristics of rotor system were studied through the time response,the phase portrait,the Poincar?maps and the bifurcation diagrams.The results show that the system goes through the quasi-periodic bifurcation route to chaos as rotate speed increases and there are several quasi-periodic regions and chaos regions.The amplitude decreases and the dynamic behaviors change as the axial load of ball bearing increases;the initial contact angle of ball bearing affects dynamic behaviors of the system obviously.The system can avoid non-periodic vibration by choosing structural parameters and operating parameters reasonably.     

转子—轴承系统非线性振动机理的研究

从流固耦合的角度分析了转子－轴承系统的油膜振荡问题。在转子的旋转和振动作用下,轴承中的润滑油通过多次非线性动力学的分叉,产生脉动;非线性脉动的润滑油作用到转子上,导致了转子的非线性振动。润滑油中出现接近转子固有频率的脉动成分时,即会发生油膜振荡。研究轴承中润滑油膜的脉动特性是提示转子－轴承系统非线性振动本质的一条可行途径。     

不同油膜力模型下转子-圆柱轴承系统的动力学分析

为了给实际转子-圆柱轴承系统进行非线性动力学分析和设计提供切实有效的非线性油膜力模型,分析了各种圆柱轴承非线性油膜力模型的计算精度和计算速度.对实际转子-圆柱轴承系统响应的相对误差、计算速度和非线性动力学特性进行了分析和比较,结果表明:综合考虑动力学特性,计算精度和计算速度几方面因素,数据库方法应为优先推荐采用的模型,其次为变分法模型.为旋转机械转子-圆柱轴承系统的非线性动力学分析和设计提供了必要的理论基础.     

Relationship of rolling bearing stiffness with diameter of roller

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｆｏｒｍｕｌａｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｒｏｌｌｅｒｂｅａｒ ｉｎｇｈａｓｎｏｔｈｉｎｇｔｏｄｏｗｉｔｈｒｏｌｌｅｒｄｉａｍｅｔｅｒ .ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｕｔｈｏｒｓｐｒｏｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｔｈｅｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓｔｉｆｆｎｅｓｓｗｉｔｈｒｏｌｌｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｆｒｏｍＨｚｃｏｎｔａｃｔｉｎｇｔｈｅｏｒｙ .Ｔｈａｔｃｏｎ ｃｌｕｓｉｏｎｉｎｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｆｏｒｍｕｌａｉｓｏｎｌｙａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ…     

一种分析非线性转子－支承系统非协调响应的近似方法

运用文献［１］提出的线性化法，将系统做非协调响应下的非线性元件转换为等效线性元件和等效外谐和力两部分，随后用子模态综合法并借助二阶非完整约束系统的Ｒｏｕｔｈ型方程，建立了全部连接条件下非线性转子－支承系统的运动微分方程；大此基础上，将求解微分方程转化为求解代数方程，从而通过简单地迭代过程便可求得系统的非协调响应，与Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法的结果比较表明：本文的方法简捷、近似程度高、可明显节省计算时间     

Effect analysis of friction and damping on anti-backlash gear based on dynamics model with time-varying mesh stiffness

A nonlinear model of anti-backlash gear with time-varying friction and mesh stiffness was proposed for the further study on dynamic characteristics of anti-backlash gear. In order to improve the model precision, applied force analysis was completed in detail, and single or double tooth meshing states of two gear pairs at any timing were determined according to the meshing characteristic of anti-backlash gear. The influences of friction and variations of damping ratio on dynamic transmission error were analyzed finally by numerical calculation and the results show that anti-backlash gear can increase the composite mesh stiffness comparing with the mesh stiffness of the normal gear pair. At the pitch points where the frictions change their signs, additional impulsive effects are observed. The width of impulsive in the same value of center frequency is wider than that without friction, and the amplitude is lower. When gear pairs mesh in and out, damping can reduce the vibration and impact.     

存在点缺陷的深沟球轴承的动力学响应

点缺陷对滚动轴承的使用寿命和整机性能有着显著的影响.基于单边接触模型和弹流润滑理论,分析了存在点缺陷的滚动轴承的响应特征.采用多体动力学方法建立了考虑点缺陷的滚动轴承动力学模型,对外圈存在点缺陷的滚动轴承的内圈、外圈和保持架等的动力学响应进行了模拟.分析了在滚动体通过缺陷的动力学过程中滚动体和外圈产生的冲击现象,发现频率响应中的峰值频率与外圈的特征频率相关,这与滚动轴承故障诊断结论相吻合.提出的滚动轴承动力学模型可以用于点缺陷故障特征的提取和滚动轴承的故障诊断.