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。     

弹性支承不平衡转子系统非线性振动特性研究

本以大型振动筛激振器的转子轴承系统为研究对象，研究了轴承弹性非线性的转子-轴承系统的动力学行为，建立了不平衡转子-轴承系统的弹性振动的时变方程，用多重尺度法给出了系统的解析解，发现不平衡转子-轴承系统的弹性振动存在超次谐波现象，最后以ZK2065型振动筛激振器为例给出了其数值解，从中发现轴承的预紧对转子-轴承系统的稳定性有较大的影响，因此在系统设计时应避开不稳定区．     

变刚度轴承-碰摩转子机动飞行动力学响应

为研究机动飞行状态下高速滚动轴承-转子耦合系统非线性动力学特性,利用有限元方法建立爬升-俯冲机动飞行状态下含滚动轴承时变刚度的轴承-碰摩转子系统数学模型,并利用Newmark-β积分法对系统动力学方程进行求解. 模型中考虑了滚动轴承时变刚度与转子非线性动力学特性之间的相互影响,分析了转子偏心及滚动轴承径向间隙的影响. 求解模型得到了系统在不同状态下的时域图、频域图及分岔图等,并以此为依据对高速滚动轴承刚度的时变特性、轴承刚度与转子动力学状态的相互影响、轴承-转子系统非线性特性、机动飞行状态对系统的影响及含碰摩故障的转子系统在机动飞行状态下的动力学响应进行了分析. 研究结果表明:轴承刚度的时变特性与转子系统的动力学特性密切相关,是限制转子系统最高转速的因素之一;机动载荷会使转子系统产生复杂的非线性动力学特性,但当系统转速较低时,机动载荷的引入能一定程度上提高系统稳定性;随着碰摩刚度的增大,系统稳定运动区间减小.     

非线性油膜力作用双跨转子系统动力学特性研究

依据非线性转子动力学理论,建立了符合实际情况的非线性油膜力作用下双跨轴承-转子系统的动力学模型,利用数值模拟分析了非线性油膜力对转子系统耦合故障响应的影响,研究了在不同工况下系统的分岔与混沌运动,得到了非线性响应的时域波形图、轴心轨迹图和幅值谱图,分析了系统的周期运动、拟周期运动以及混沌运动等复杂的运动形式及其演变过程,发现了该系统丰富的非线性行为。     

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。     

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。     

航空发动机刷式密封结构的动力学特性研究

为了给研究转子－轴承－密封系统提供简单而准确的密封动力特性系数表达式，对刷式密封的结构动力学特性进行了分析。从弹性理论出发，考虑轴颈和密封环之间的非线性摩擦力作用，建立了密封环与转子相互作用的非线性动力学方程，推出了密封环对转子的非线性支承刚度的近似表达式，这一支承刚度的导出为研究转子－密封－轴承系统的非线性动力学行为提供了数学模型和方法。最后用数值仿真方法验证了推导出的表达式的正确性。     

双时滞轴承—转子系统动力学分析

轴承支撑的转子系统在旋转机械中应用广泛,其动力学特性对旋转机械的正常运行有很大影响.本文基于轴承转子动力学方程,推导了主动控制下的双时滞轴承转子系统在工作状态下产生的非线性动力学行为,并以此为基础,编程计算分析和比较了主动控制前后滚动轴承轴颈中心的运动轨迹.研究结果表明：时滞控制影响轴承转子系统的振动行为,采用适当的控制方式,可有效减小轴承的振动幅度,减少故障.     

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 .     

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。     

非线性转子系统稳态响应特性研究

用非线性动力学现代理论对具有非线性刚度的转子系统作进一步研究．建立非线性转子系统运动方程，利用多尺度法求得频率响应方程．分析系统不同参数对振动响应曲线的影响，实验结果发现非线性振动曲线所特有的拐弯、跳跃和滞后等现象，为转子系统的故障诊断机理研究打下一定基础。     

转子─轴承系统非线性失稳因素分析

对引起转子-轴承系统失稳的主要因素：非线性油膜力、转轴材料的内摩擦、动压密封力、蒸汽激振力进行了分析非线性油膜力对转子-轴承系统的稳定性影响最大,应重点分析和研究在非线性油膜力作用下转子-轴承系统的稳定性、响应及动力学行为．动态密封力、材料内阻尼、蒸汽激振力对转子-轴承系统的稳定性均有影响．因此在进行转子-轴承系统的稳定性研究及动力学设计时均应考虑这些非线性因素．     

地震载荷作用下转子轴承系统动力响应特性

以某汽轮机转子-轴承系统为研究对象,考虑轴系陀螺力矩和转动惯量的影响,建立了转子-轴承系统动力学有限元模型。通过在X方向和X-Y方向输入不同的地震动峰值加速度并改变相位角的方法,研究了转子-轴承系统在地震激励下的动力响应特性。分析了转子-轴承系统关键节点的等效应力和位移变化趋势,讨论了地震载荷作用下汽轮机转子-轴承运行的安全性,旨在为转子-轴承系统的抗震设计提供一定的理论参考。     

一类初弯曲转子的裂纹-碰摩故障响应分析

摘要: 为了研究裂纹-碰摩耦合故障的一类初弯曲转子系统响应特性,在考虑转轴变形、非线性油膜力与碰摩力作用的基础上,结合由中性轴理论确定的裂纹开闭规律,建立该类故障转子的动力学方程,利用Poincaré截面和分岔图的变化分析初始弯曲程度与裂纹深度对系统振动响应特性的影响.结果表明：含初弯曲时系统振动响应在临界转速附近的混沌区域比无初弯曲时大,随着裂纹深度的增加,混沌区域逐渐缩小;初始弯曲的运动特性在浅裂纹情况下起主导作用,当裂纹深度较大时,系统振动响应随着初始弯曲程度的增大交替出现由周期演变为混沌状态的过程,混沌响应特性也可发生较大变化.     

摩擦系数对轴向推力作用下碰摩转子振动特性的影响

推导建立了轴向推力作用下的碰摩转子非线性动力学方程。以转定子间摩擦系数为控制参数,对碰摩转子系统横向振动和轴向振动行为进行了数值仿真。分析表明:转子与定子间摩擦系数对转子系统横向振动和轴向振动特性的影响非常明显,摩擦系数越大,转子系统振动越复杂。随着摩擦系数的增加,转子系统由简单的周期振动突变为拟周期振动。增大摩擦系数,以转速比为控制参数的系统轴向振动的复杂运动区范围变大,且复杂运动区的振动幅值也有增大趋势。分析结果对旋转机械碰摩故障的识别提供了理论依据。     

基于拓扑动力系统的机械系统特征信息分析方法

针对机械系统特征信息提取问题,提出了一种新的机械系统特征提取及建模方法。首先建立机械系统状态特征信息拓扑空间,从而构建机械系统拓扑动力系统模型;再依据系统的拓扑传递特性,跟踪机械系统特征信息的变换及传递过程,实现对机械系统特征信息的提取。最后将该方法应用到单一碰摩故障、单一裂纹故障及裂纹碰摩耦合故障的对称旋转机械系统信息特征提取中,通过仿真实验验证了理论方法的可行性。     

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.