轴承-转子系统的分岔与混沌特性研究

利用一种精确的非稳态非线性油膜力模型求得油膜力。以无量纲偏心和一个反映多种影响因素的综合参数为分岔变量,用数值积分法在广泛的参数变化范围内研究了轴承一转子系统运动的变化规律,作出了分岔图。借助Poincare映射和Lyapunov指数分析了系统的运动形态。结果表明,利用该油膜力模型可从不同角度发现由倍周期分岔导致的混沌现象和概周期运动等复杂的非线性动力学行为。随着参数的变化,复杂的运动区域中间会出现简单的运动区域。这为合理设计系统参数以避开危险区域提供了依据。     

确定螺栓联接预紧力的新方法

重新考查螺栓联接的作用原理，提出一种新的设计方法，并给出了预紧力的确定范围，以最小的经济成本设计更可靠的螺栓联接。     

实现螺栓联接给定预紧力的有效方法

实现螺栓联接给定预紧力的有效方法西安交通大学张宏浩，牛锡传，王文生在螺栓联接中，装配时要适当预紧，以防止结合面受外力时发生松动。这是保证联接强度的前提。设计中，可通过对螺栓联接的受力分析、确定预紧力。尤其象发动机连杆的大端联接螺栓、汽轮机转子联轴器联...     

箔片动压气体轴承-转子系统的振动特性试验

基于轴承-转子系统的非线性响应,搭建箔片动压气体轴承-转子系统振动试验平台,结合时域图、频谱图、轴心轨迹图和时间-频率-幅值三维谱图分析轴承-转子系统升、降速过程中运行状态的变化情况,研究轴承-转子系统运行过程中的非线性振动特性以及升、降速率对低频振动的影响。试验结果表明：在箔片动压气体轴承转子系统升、降速过程中,较高的升速率和较低的降速率均可以有效抑制低频能量的聚集,减小或者避免低频振动的产生;较高的升速率可以提高锁频振动发生时的工频,较低的降速率能够在工频较高时结束锁频振动现象。     

螺栓联接蠕变松弛有限元分析

针对目前研究中缺乏考虑粗糙表面对螺栓联接蠕变松弛的影响,利用APDL语言建立螺栓联接二维轴对称有限元模型进行FEA仿真,分析粗糙表面和初始预紧力对螺栓联接蠕变松弛的影响,研究螺栓和联接物蠕变对螺栓联接蠕变松弛的作用。研究结果表明:考虑粗糙表面的螺栓蠕变松弛比没有粗糙结合面的稍小;初始预紧力越大,螺栓蠕变预紧力损失越多,但保持的预紧力也越大;螺栓蠕变对螺栓联接蠕变松弛起主要作用;螺栓联接蠕变松弛并不是螺栓蠕变和联接物蠕变的线性叠加。研究结果对研究螺栓联接松弛机理和防松以及螺栓拧紧工艺具有一定的指导意义。     

工作温度与预紧温度相差较大时紧螺栓联接的预紧

研究了当工作温度与初始预紧温度相差较大时，不同材料组成的紧螺栓联接中的力－变形关系，提出了一个简便的图解方法，导出了振动条件下考虑热弹变形影响的紧螺栓联接预紧力的计算公式。     

计算紧螺栓联接系统刚度的一种新方法

由工程力学可知:一个弹性体受力后要发生变形,同时,在其内部积蓄了一种能量,这种能量称为变形能.在变形过程中,如不考虑能量损失,积蓄在弹性体内的变形能U,在数值上等于外力所做的功,即U=W.当外力由零增至P时,由积分结果可知:W=PΔL(其中ΔL为弹性体的变形),其几何意义,如图1所示,三角形OPD面积即为外力所做的功,也即弹性体的变形能.图2所示为螺栓联接系统的力--变形图.图中Q0为螺栓联接系统所加的预紧力,Δ10、Δ20分别为螺栓和被联接件受预紧力Q0后的变形.所以,加预紧力后:     

有紧密性要求螺栓联接的可靠性设计研究

对有紧密性要求的紧螺栓联接,为有效地防止工作中的松动、泄漏,从保证最小剩余预紧力可靠度着手,分析研究了可靠性设计思想,具体给出了该联接的可靠性设计方法。     

螺栓联接结构接触应力及结合面刚度影响因素研究

在考虑板与板以及螺栓与板间非线性接触、摩擦和螺栓预紧力等影响因素基础上,构建螺栓联接结构的三维有限元分析模型。基于被联接件压应力呈圆锥体分布假设,推导出接触应力分布三次数学表达式,计算结果与有限元数值模拟结果相比最大偏差为9.2%;基于有限元计算,分析不同被联接件厚度、不同螺孔间隙以及不同螺母直径对结合面刚度影响规律,获得结合面刚度计算经验公式,与有限元分析结果相比,公式计算最大偏差为5.24%。     

Dynamics analysis of a cracked dual-disk over-hung rotor-bearing system

A dynamic model of a dual-disk vertical over-hung rotor-bearing system is developed, taking into account nonlinear oil-film force. Its dynamic behaviors are investigated by numerical Runge-Kutta method. Its bifurcation and chaos characteristics are analyzed with crack fault and without crack fault. By analyzing the bifurcation plot, Poincare section plots and amplitude spectra, we found that the crack greatly influences the dynamic characteristics of the rotor-bearing system. Because of the strong effect of the nonlinear oil-film force and crack to the system, 1/2 times, 1/3 times frequency components appear in the response spectrum map. The results may bring up theoretical references for fault diagnosis of rotor-bearing systems. __________ Translated from Journal of Vibration Engineering, 2005, 18(1) (in Chinese)     

转子系统变刚度主动控制的非线性特性的研究

采用变支承刚度方法控制转子系统的振动，并用渐近法分析在了启动和制动过程中转子系统变刚度的非线性特性。研究认为在控制过程中支承刚度的变化是随时间慢变的，且无论支承刚度如何变化，都可以近似地看成是分段线性的非线性过程，仿真结果与实验结果均为表明，选择适当的变刚度速度可以有效地抑制转子的振动。     

转子-轴承-密封耦合系统的非线性振动特性研究

结合短轴承非线性油膜力模型和Muszynska密封力模型,运用数值积分方法分析了转子-轴承-密封耦合系统的非线性动力学特性,针对转速对耦合系统动态响应的影响进行了仿真计算,并利用转子中心分岔图、轨迹图、Poincare映射图、功率谱图分析了耦合系统的非线性动力学特性.理论分析表明:随着转速的变化,耦合系统呈现复杂的动力学行为,产生了包括单周期、3倍周期、拟周期等振动现象.     

非线性裂纹转子密封系统的耦合振动分析

随着旋转机械结构参数的提高,作用在转子上的密封中的气流激振力将显著增大。本文针对裂纹转子密封系统进行了研究。应用Muszynska非线性密封力模型,建立了在密封中的气流激振力作用下的裂纹转子系统耦合动力学方程,分析了在非线性密封力作用下的裂纹转子运动特性,并着重讨论了迷宫密封的物理和结构参数对裂纹转子运动特性的影响。研究结果表明,系统具有非常丰富的非线性动力学行为,密封中的气流激振力对裂纹转子的周期运动有明显的抑制作用,密封结构的各主要参数对系统稳定性有很大影响,故可以通过调整密封参数来改善系统的动态稳定性,这为旋转机械的理论设计和故障动态监测提供了理论依据。     

轴系稳定性及油膜失稳发展过程研究

本文为简化分析以刚性转子系统为对象，在对滑动轴承动态油膜力工作简化的基础上进行了线性稳定性和非线性振动计算，比较了两者的对数衰减率以及线性失稳转速与非线性油膜失稳起点之间的差别，分析了油膜失稳的发展过程及其导致轴系破坏的原因。指出非线性油膜失稳的转速高于线性失稳转速；转子在轴承线性油膜失稳后，在一定的转速范围内，仍可在极限环上稳定运行；油膜失稳导致轴承破坏的原因主要是由于油膜失稳后位移和动态油膜力     

机械结合部单元的受力和变形分析研究

分析了单螺栓结合部在受到预紧力和外载荷时的受力情况,要点是螺栓刚度和被连接刚度的计算,为整机结合部的静态特性分析提供了边界依据。     

非线性油膜力作用下联轴器耦合转子系统的稳定性和分岔

在非线性油膜力作用下 ,建立了转子 -联轴器系统的运动微分方程。非线性油膜力则采用有限差分法求解 ,对联轴器耦合的刚性转子系统和柔性转子系统分别进行了计算和分析。结果表明对于平衡转子系统在平衡点失稳后 ,在一个较大的转速范围内存在着稳定的涡动轨迹 ,联轴器两侧转子的质量相差越大 ,则发生 Hopf分岔所对应的转速越高。对于不平衡转子系统 ,在同步涡动轨道失稳后 ,系统将产生准周期和倍周期等一系列的分岔现象 ,并且质量偏心的位置对系统的动力学行为有影响。     

轧制力动态特性影响下的轧机辊系振动行为研究

考虑受辊系振动影响时轧制力的动态特性,建立了板带轧机辊系非线性振动模型。采用平均法求解得到振动系统的幅频响应,分析不同轧制速度和外激励幅值对幅频特性的影响规律。运用奇异性理论分析振动系统静态分岔行为,得到系统分岔的转迁集以及出现不同振动形态的临界条件。以轧制速度为分岔参数,研究轧机辊系振动系统动态分岔特性。结果表明：轧机辊系振动行为对轧制速度变化十分敏感,振动幅值随着外激励幅值和轧制速度增大而增大,系统不稳定频率范围随着轧制速度提高而减小,随外激励幅值增大而增大;系统随轧制速度变化出现阵发性混沌运动,结合最大Lyapunov指数曲线得到稳定轧制时的速度范围。研究结果为抑制轧机振动和保障轧机稳定运行提供了理论参考。     

考虑垫片非线性时法兰接头性能的三维有限元模拟--法兰接头的应力强度和泄漏过程分析

本文对法兰接头系统建立了有限元模型。利用ANSYS有限元程序 ,详细分析了法兰接头连接系统的强度和紧密性 ,同时分析了接头的泄漏过程。     

含轴承间隙的转子非对称支承等效力学特性模拟分析方法

轴承间隙与支承非对称广泛存在于旋转机械系统中,是转子振动跳跃、偏移、反进动等复杂振动特性产生的主要影响因素.工程中对两者耦合影响下的复杂振动机理阐释不清,相关的等效力学模拟方法也各有局限.为此提出一种含轴承间隙的非对称支承结构等效力学特性模拟分析方法.通过支承结构的周向分解,解决了现有等效力学模拟方法难以同时模拟轴承间...