5自由度磁悬浮轴承—转子系统非线性动力学研究

为了探讨磁悬浮轴承—转子系统的稳定性,从非线性多自由度的角度对5自由度主动磁悬浮轴承—转子系统的非线性动力学特性进行研究。在考虑电磁力、重力和不平衡力周期性影响的情况下,建立5自由度磁浮轴承—转子系统的动力学模型,通过泰勒公式对其进行非线性展开,运用多尺度法的基本原理对5自由度非线性微分方程进行复数处理。通过Matlab软件编程,借助庞加莱映射图和相图对系统的运动形态进行分析,得到在复数领域中的倍周期运动、拟周期运动和混沌运动的相图及庞加莱映射截面图。在试验过程中也发现,随着转速的增加,磁悬浮轴承—转子系统的轴心轨迹由有规律的稳定运动状态进入无规律的失稳运动状态。数值模拟和试验结果都表明:磁悬浮轴承—转子系统中存在丰富的非线性动力学现象,在不同参数条件下,系统存在稳定的倍周期运动、临界的拟周期运动和失稳的混沌运动现象。

轴向永磁轴承的设计与试验验证

根据工业应用设计理念设计了一种轴向永磁轴承,并通过试验对轴向永磁轴承的力学特性进行了研究,以确保其承载能力及刚度等达到实用要求,使主机厂家的工程技术人员在只需知道轴承内径d、外径D和高(宽)度L(L1)等尺寸参数下,就能像滚动轴承那样方便地将其设计应用到主机中。

轴向磁化永磁轴承的刚度特性分析

利用永磁体等效电流模型,以轴向磁化的永磁轴承为对象建立了刚度矩阵,通过无量纲化,分析了各个尺寸参数对刚度的影响规律,并绘制了相应的变化曲线图,分析结果表明:在轴向力和径向刚度分析中,当R/a>3时,磁环外径作为弱影响参数可以被省略;在倾斜刚度和耦合刚度分析中,外径的影响规律不能被忽略;当磁环的高度和厚度相等时,永磁轴承性能最优。

基于遗传算法的交叉滚子轴承优化设计

根据交叉滚子轴承的工况要求,采用多目标遗传算法建立了优化设计模型,对其内部结构参数进行优化设计,并利用Matlab软件的图形用户界面模块创建了用户界面。以KBCB060-A型交叉滚子轴承为例进行了计算,优化后轴承的额定动载荷有了显著提高,优化结果可直接作为工程设计的参考。

磁悬浮轴承-柔性转子系统的结构设计

简述了磁悬浮轴承柔性转子的发展进程,分析磁悬浮轴承-柔性转子系统的结构及工作原理,从理论上把转轴设计成细长的柔性转子,并从结构上设计了一台磁悬浮轴承-柔性转子系统试验装置。