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有限宽轴承—转子系统非线性动力学行为的若干问题研究

作　者: 席慧玲
导　师: 孙保苍
学　校: 江苏大学
专　业: 应用数学
关键词: 转子有限宽轴承碰摩油膜力变分方法分岔混沌非线性动力学
分类号: TH113.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 256次
引　用: 3次
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内容摘要

旋转机械在机械、动力、交通、航空航天及空间技术领域中占有极其重要的地位,也是国民经济支柱产业的关键装备之一。随着生产与科学技术的发展,对于转子系统非线性动力学行为的研究,已经发展成为当前相关研究领域的一个热点。本文利用通过变分方法得到的有限宽轴承非定常油膜力的解析公式,以有限宽轴承—刚性Jeffcott转子为研究对象,用数值模拟研究系统的非线性动力学行为,借助相图、分岔图、Poincare映射图及频谱图分析系统的运动形态。研究结果表明,随着系统参数的变化,在特定的参数组合下出现了复杂的非线性动力学现象,为解决实际工程系统中遇到的问题,如故障诊断等提供了一定的理论依据。本文首先引入了由变分方法得到的有限宽轴承非定常油膜力的解析公式,然后介绍了用于分析转子—轴承系统在非线性因素作用下运动形态的方法。其次在上面提供的理论基础上,建立有限宽轴承—刚性Jeffcott转子系统动力学模型,采用龙格—库塔算法来求解系统的运动微分方程,得到了不同宽径比下转子涡动关于无量纲转速、无量纲质量偏心及综合参数的分岔图以及部分相图、Poincare映射图和频谱图,结果显现系统中存在丰富的周期、概周期甚至混沌运动。第三,在研究有限宽轴承—刚性Jeffcott转子的运动特性时,除考虑油膜力外,还考虑碰摩。将这两种非线性因素综合起来,仍然利用龙格—库塔算法求解并作出了关于各参数的分岔图、部分相图及Poincare映射图。最后,对本文中所取得的结果进行了总结,同时指出了本文的创新之处及存在的不足。

全文目录

第一章绪论  9-19
  1．1 本课题的提出及研究目的和意义  9-11
  1．2 本课题的研究概况  11-18
  1．3 本论文的主要研究内容  18-19
第二章非定常短轴承油膜力公式的变分修正  19-25
  2．1 理论基础  19-20
  2．2 非定常短轴承油膜压力分布的变分修正  20-23
  2．3 本课题采用的研究方法  23-25
    2．3．1 相图  23
    2．3．2 Poincare映射和 Poincare截面  23-24
    2．3．3 分叉图  24
    2．3．4 功率谱法  24-25
第三章有限宽轴承-刚性 Jeffcott转子的计算结果及分析  25-44
  3．1 有限宽轴承-刚性 Jeffcott转子系统的动力学模型  25-26
  3．2 特定宽径比下的计算结果及分析  26-37
  3．3 不同宽径比下的计算结果及分析  37-42
  3．4 结论  42-44
第四章有限宽轴承-刚性 Jeffcott转子系统碰摩的非线性动力学特性  44-53
  4．1 碰摩模型  44-46
  4．2 油膜力作用下转子系统的碰摩运动微分方程及数值模拟结果与分析  46-53
    4．2．1 转子转速的影响  48-50
    4．2．2 质量偏心的影响  50-52
    4．2．3 综合参数的影响  52
    4．2．4 结论  52-53
第五章结束语  53-54
参考文献  54-58
致谢  58-59
在学期间发表论文  59

有限宽轴承—转子系统非线性动力学行为的若干问题研究

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