考虑界面滑移和惯性力效应的水润滑轴承润滑性能分析

针对界面滑移和惯性力效应对水润滑轴承润滑性能的影响展开研究。推导综合考虑界面滑移和惯性力效应的修正雷诺方程,采用有限差分法求解研究轴承润滑机制,给出界面滑移和惯性力效应对水膜压力、承载力和摩擦因数的影响规律。针对某实际轴承分别采用提出的模型和有限元法进行润滑性能计算,二者结果吻合较好。研究结果表明:界面滑移和惯性力效应不改变润滑性能参数随偏心率变化趋势,界面滑移降低了润滑性能参数的数值大小,最大降幅5%左右,惯性力效应则略微增大其数值,最大增幅小于1%;相比于界面滑移,惯性力对润滑性能的影响较小,几乎可以忽略。研究结果对水润滑轴承的设计与计算具有一定的指导意义。

负泊松比超材料减振结构设计与实验验证

旋转机械的转子部件发生故障时,振幅会迅速增大甚至发散,此时需要一种轻质高效的吸能减振结构,快速控制转子部件的振动幅值.本文基于负泊松比材料概念,提出了一种针对转子系统的负泊松比弧形超材料减振结构,可以实现很好的故障转子减振效果.首先,通过释放自由度提出了负泊松比非对称星形胞单元,设计了针对转子的超材料减振结构,并给出了相应的能量吸收指标.然后,基于有限元模型进行了动力学仿真,讨论了不同冲击速度、不同冲击角度对能量吸收性能的影响.结果表明,低速冲击下,材料主要产生弹性变形吸能.随着冲击速度增加,材料变为弹塑性变形混合吸能模式,有效吸能率会明显增大.特别是在冲击速度较大时,减振结构的吸能率会迅速增加,这对于转子突发故障的减振十分有利.最后,设计了验证实验,对故障转子进行了负泊松比减振结构的验证实验.实验结果证明,对于转子的不平衡故障响应,设计的减振结构能够起到很好的抑制转子振动与吸收振动动能效果.

含裂纹转子系统稳定性与分叉数值分析方法

研究了含有轴上裂纹的单盘转子系统运动的稳定性和响应分叉现象。对于轴上裂纹,采用余弦开关函数进行描述,考虑了裂纹产生的交叉刚度的影响,得到了系统运动方程。提出一种由响应微扰积分计算Floquet转移矩阵的方法。采用Newmark-β方法对运动方程进行了数值求解。基于Floquet理论,由数值方法计算响应的Flo-quet乘子,判断响应的稳定性及分叉点。由结果可以看出,裂纹转子运动在周期解之间的跳跃对应于鞍结分叉;周期到拟周期的变化对应于Hopf分叉;同时存在着倍周期分叉现象。

双盘裂纹转子的非线性动态响应与混沌

研究了含有居中盘和悬臂盘的转子轴上出现裂纹时盘的非线性动态响应。在推导出系统的动力学方程的基础上进行了数值求解。由结果可以看出 ,盘的摆振在无裂纹时一般为与转速相同的同频振动 ,一旦裂纹出现 ,摆振一般为转速的倍频运动。裂纹的深度、转子转速、外阻尼和转子不平衡量对盘的非线性响应有很大影响。增大阻尼和不平衡量会抑制混沌运动。系统运动进入混沌的道路主要有 3条 :拟周期进入混沌 ,拟周期经拟周期分叉进入混沌 ,阵发性进入混沌。

带弹性支承的挤压油膜阻尼器转子响应与分叉

研究了弹性支承下的挤压油膜阻尼器(SFD)转子系统的非线性响应,及其响应的分叉情况。推导了弹性支承、带挤压油膜阻尼器的单盘转子系统的运动微分方程。提出了一种通过求解微扰方程的数值解来计算F loquet乘子的新方法,用来分析转子系统周期解的稳定性,并判断周期解发生分叉的类型。由数值仿真的结果可以看出,响应的分叉主要为鞍结分叉与二次Hopf分叉;支承刚度对油膜力与轴承响应影响很大,支承刚度过大时会引起SFD的油膜涡动。

考虑摆振的裂纹转子运动及阵发性混沌

在考虑含裂纹转子盘的摆振运动的情况 ,建立了盘的运动方程并进行数值求解。在裂纹很小时 ,横向振动是与转速相同的同频振动 ,而盘的摆振包含多种倍频成分。当裂纹较大时 ,横向振动会出现阵发性混沌。当摆振的幅值随时间不断增大到一定极限时 ,横向振动的稳定的周期或拟周期运动被打破 ,出现阵发性混沌。同时还出现通过拟周期进入混沌的现象。当裂纹很深时 ,会出现多个新的共振区 ,在此区域振幅迅速发散。盘的偏心距U的增大 ,会抑制混沌 。

采用小波方法计算关联维数

研究了关联维数的计算 ,对于周期信号上叠加微弱信号的情况 ,采用小波分解的方法 ,计算关联维数 。

裂纹转子系统响应的阵发性混沌与时域分叉现象

建立了考虑摆振的 Jeffcott裂纹转子、双盘悬臂裂纹转子和支承在挤压油膜阻尼器上的裂纹转子的动力学模型 ,分析了这 3种裂纹转子系统响应的阵发性混沌与时域分叉现象 .结果表明 :这 3种模型中均出现了明显的阵发性混沌现象 ,且不仅存在着对应各种系统参数变化而产生的分叉与混沌行为 ,也存在着对应于时变参数而发生的时域分叉与混沌行为 ;转子系统的阵发性混沌是响应随时变参数的变化进入与退出混沌的行为 ,进入与退出的方式和时刻都具有随机性的特点 ;系统响应通向阵发性混沌的道路有通过拟周期响应 ,也有通过周期响应进入 ,且响应在进入阵发性混沌区前一般都有幅值增大的现象 ;裂纹转子的阵发性混沌中存在着倍周期分叉现象 ,并且有周期

带挤压油膜的裂纹转子非线性响应特性分析

本文研究了支承在挤压油膜阻尼器上的裂纹转子系统的非线性动态响应特性。研究结果表明 :油膜力可以有效地抑制非协调响应 ,而且轴承参数的增大 ,可以抑制混沌运动。在较小的轴承参数下 ,转速比、裂纹深度等参数的变化会导致系统产生非协调响应 ,而且随裂纹深度的增加 ,响应会进入周期阵发性混沌。阻尼比的增大可以使运动锁相到周期解上。周期 3解的出现 ,往往意味着混沌运动。

基于小波-相空间重构的信号分析方法

时域信号的小波分解可以等价于一种信号的相空间重构方法。基于此，对于时域 信号，通过小波变换，进行相空间重构，将相空间中信号投影到Ｈ－Ｇ平面，可以得到 信号中微小成分的信息。并对于转子响应中经常出现的周期、拟周期、混沌信号进行 了仿真计算。

带有居中盘与悬臂盘的裂纹转子系统非线性响应特性分析

研究了轴上含有横向裂纹 ,刚性支承的带有居中盘和悬臂盘的双盘裂纹转子的非线性动态响应。考虑轴旋转过程中裂纹的开闭 ,推导出双盘裂纹转子的运动方程。采用仿真计算的方法 ,分析了转速、裂纹深度的变化对响应的影响 ,并且研究了盘的摆振与横向振动的区别。结果表明 ,裂纹转子随转速变化 ,响应会出现丰富的非线性特征 ;裂纹深度的增大 ,会导致系统响应出现分叉与混沌 ;外阻尼可以有效抑制非线性响应 ;盘的摆振对于裂纹的出现 ,较之横向振动 ,包含有明显的高次谐波分量 ,易于识别。

采用分形示性数分析信号的混沌程度

研究了离散点集分形示性数的计算，提出了分析信号的混沌程度的方法。由分形信息理论出发，对离散采样的数字信号，通过变化采样频率，多次采样构造原始信号的分形点集；引入分形示性数的概念，得到了分形点集的分形示性数的计算方法；由分形示性数来区分运动的混沌程度。通过计算可以看出，该方法是可行的。

双盘裂纹转子非线性响应特性

研究了轴上含有横向裂纹 ,刚性支承带有居中盘和悬臂盘的双盘裂纹转子的非线性动态响应。考虑轴旋转过程中裂纹的开闭 ,推导出双盘裂纹转子的运动方程。采用仿真计算的方法 ,分析了转速、裂纹深度、外阻尼比的变化对响应的影响 ,并且研究了盘的摆振与横向振动的区别。结果表明 ,裂纹转子随转速变化 ,响应会出现丰富的非线性特征 ;裂纹深度的增大 ,会导致系统响应出现分叉与混沌 ;外阻尼可以有效抑制非线性响应 ;盘的摆振对于裂纹的出现 ,较之横向振动 ,包含有明显的高次谐波分量 。

考虑弯扭耦合的带挤压油膜阻尼器转子的响应

本文研究了带挤压油膜阻尼器(SFD)的转子系统在考虑弯扭耦合的情况下的加速响应。采用π油膜理论表示SFD中的油膜力,推导了在加速情况下转子系统的运动微分方程,并采用数值方法对运动方程进行了求解。由计算结果可以看出,角加速度的大小会对系统的瞬态响应产生影响,而平稳运行后突然加速会造成SFD的油膜力产生振荡。

基于微滑移模型的B-G型叶片干摩擦缘板阻尼器减振特性研究

在干摩擦接触面间引入弹性剪切层来模拟干摩擦接触,考虑摩擦接触界面在振动过程中可能经历完全粘滞、局部滑移、完全滑移三个阶段,提出一种改良的微滑移摩擦阻尼模型。在该阻尼模型基础上对摩擦力-位移迟滞曲线进行了仿真,得到了符合工程实际的迟滞曲线;分析了不同外力下接触面上的摩擦分布,揭示了微滑移模型的本质;利用一次谐波平衡与等效线性化相结合,研究多种参数对阻尼器等效刚度和等效阻尼及减振特性的影响,得到的减振规律为工程中该类阻尼器设计提供了指导。

基于整体-局部统一滑动模型的叶片缘板阻尼器减振特性分析

文章通过在干摩擦接触面间引入弹性塑料剪切层来模拟摩擦接触,建立了整体-局部统一滑动摩擦模型。根据一次谐波平衡和等效线性化法计算等效刚度和等效阻尼2个干摩擦因子,用弹簧阻尼单元(包含2个干摩擦因子)模拟干摩擦力,建立了更为贴近工程实际的B-B型缘板阻尼叶片有限元模型。最后用谐响应分析及迭代的方法对系统进了求解,得到了缘板阻尼器设计中关键参数对叶片减振效果的影响规律。文中结论为工程中缘板干摩擦阻尼器设计提供了重要参考。

水平盘旋下裂纹转子的非线性响应

研究了裂纹转子在平飞和水平盘旋状态下的非线性响应,建立了水平盘旋下裂纹转子的数学模型,推导了转子运动方程.由结果发现:响应进入混沌的道路有拟周期环面破裂、周期3运动失稳和阵发性混沌进入混沌3条.水平盘旋一般会对系统的非线性响应起到抑制作用,但是系统响应的振幅明显增大,因此增大了转轴发生断裂和转子碰摩的可能性;并且,水平盘旋会激起转子摆振临界转速分频附近的非线性振动.

三稳态能量收集系统的同宿分岔及混沌动力学分析

通过考虑动力系统平衡点的变化,构建了三稳态能量收集装置,分析了系统的同宿分岔和混沌等非线性动力学行为,全面研究了势能函数形状对压电能量收集系统响应的影响规律.建立了三稳态能量收集系统的集中参数模型,基于Padé逼近方法得到了同宿轨道解析形式的表达式.根据Melnikov理论发展了能量收集系统同宿分岔以及混沌动力学的定性研究方法,得到了发生同宿分岔的阈值曲线.利用分岔图、最大Lyapunov指数和相平面图等数值方法验证解析结果,当激励幅值超过Melnikov临界阈值时,系统由阱内运动演变为大幅阱间振动.结果表明,调整对称的稳定平衡位置至非对称情形将导致三稳态能量收集系统非线性动力学行为的变化,不仅使系统在低激励强度下实现大幅阱间跳跃,还抑制了混沌响应产生,相关结果为实现优化能量输出效率提供了一定的理论参考.

碰摩转子-轴承系统的随机分岔与混沌特性分析

为研究碰摩转子的随机分岔及混沌特性,建立了白噪声下碰摩转子-轴承系统的动力学方程。利用数值积分法对方程求解,以最大Lyapunov指数为指标,并结合分岔图、轴心轨迹、Poincare映射分析了转子系统的非线性特性。结果表明,在拟周期及邻近周期解和转速较大的一定区间,随机扰动对转子有显著的影响;转子转速较大时,随机扰动的强度越大,其影响越明显,并且随机扰动对转子非线性响应具有一定的抑制作用。

小波变换用于高分辨率三瞬参数提取研究

以小波变换为基础，给出了一种高分辨率三瞬参数提取方法。模型计算和实际应用表明，该方法与其它方法相比，具有精度高、抗干扰能力强等优点。