动态油膜-柔性转子系统混沌运动的控制

借助最优控制混沌动力特性的方法,仅通过最优过程中的可调小参数的瞬态干扰反馈。将非稳态非线性油膜力作用下的不平衡转子系统出现的混沌运动,引导到嵌入在混沌吸引子内无数不稳定周期轨中预期的一个轨,并使之稳定。数值结果表明动态油膜—转子系统中的混沌运动也是可以有效控制的。

含柔性转子的齿轮-轴承系统动态特性分析

为了分析齿轮系统动力学中的全耦合振动,提出采用虚拟样机建模的方法,将柔性转子引入到啮合耦合系统中,考虑齿轮时变啮合刚度、齿侧间隙和轴承间隙的影响,建立齿轮-柔性转子-轴承系统虚拟样机模型,通过求解模型的动力学方程得到系统的非线性动力学响应。仿真结果表明:考虑柔性转子的耦合系统,啮合冲击峰值下降明显;转子柔性增加,齿轮低频扭转振动出现"拍"现象;高速轻载时啮合振动非线性特性增强;轴承间隙增大使啮合力振动幅值显著增大。

动态油膜-转子系统的支座松动故障研究

采用张文等建立的短轴承非稳态非线性油膜力模型,利用数值模拟等方法,分析了带有一端支座松动故障的转子 轴承系统的复杂运动现象,讨论了转速比变化时此类系统中具有周期、拟周期、混沌等多种形式的运动·研究结果表明:当转子 轴承系统出现松动故障时,即便是在较高转速区也会出现周期3分频运动,而且,松动端轴颈的运动轨迹以及支座的相轨迹都呈现出特有的形状,这为有效识别转子 轴承系统的支座松动故障提供了理论参考·

挤压油膜阻尼器柔性转子系统的动态特性

运用分岔理论对挤压油膜阻尼器 滑动轴承 柔性Jeffcott转子系统的稳定性和分岔行为进行了研究 .计算结果表明 ,系统能够在一定范围内保持稳定 ,并出现倍周期和准周期分岔现象 ,为有效地控制转子的稳定运行状态提供了理论依据 .

考虑瓦块磨损的可倾瓦径向轴承-转子系统动态特性研究

针对含有瓦块磨损故障的可倾瓦径向轴承-转子系统润滑和振动特性耦合建模问题,考虑了瓦块磨损、转子与瓦块平摆振动和轴承混合润滑的影响,提出了可倾瓦径向轴承-转子系统的混合润滑动力学模型,研究了不同磨损率下转子振动特性和轴承润滑性能的动态响应,探明了转子偏心量、转速和预载荷系数等参数与磨损率的耦合作用对轴承-转子系统动态特性的影响。结果表明:转子在磨损瓦块位置的振动位移和振动加速度随磨损率的增加而增大;与无磨损轴承相比,磨损轴承的转子加速度峰值频率会额外激起转频的偶次倍频;多瓦块磨损会导致转子振动响应和轴承油膜压力显著增大。该研究结果可为可倾瓦径向轴承-转子系统的状态监测及故障识别提供理论参考依据。

动态油膜-柔性转子的分岔与混沌

研究非稳态动载短轴承支撑的Jeffcott柔性转于系统的动力特性,将转速比、不平衡量、阻尼比、黏度作为控制参数,利用Floquet乘子预测周期解的局部稳定性,通过Lagrange插值精细积分法给出系统运动的数值结果并预测系统的长期性态,显示系统在4个参数组合的某些范围内还存在多形式次谐波解,以及由倍周期分岔、二次Hopf分岔通往混沌的现象.将动态油膜力模型和稳态油膜力模型的数值结果进行比较,表明动态非线性油膜力模型的合理性.

动态油膜-裂纹转子系统非线性行为研究

利用一种非线性非稳态油膜力模型 ,以轴承裂纹转子为研究对象 ,用数值积分结合 Poincare映射和谱分析 ,研究了系统的非线性动力学行为。结果表明 ,在特定参数组合下系统中存在混沌、概周期运动等复杂的动力学行为 ,所得结果为同类型转子的设计及故障检测与诊断提供了一定的依据。

动态油膜-转子系统的支座松动故障研究

采用张文等建立的短轴承非稳态非线性油膜力模型,利用数值模拟等方法,分析了带有一端支座松动故障的转子-轴承系统的复杂运动现象,讨论了转速比变化时此类系统中具有周期、拟周期、混沌等多种形式的运动.研究结果表明:当转子-轴承系统出现松动故障时,即便是在较高转速区也会出现周期3分频运动,而且,松动端轴颈的运动轨迹以及支座的相轨迹都呈现出特有的形状,这为有效识别转子-轴承系统的支座松动故障提供了理论参考.

基于流固耦合气体轴承-转子系统的动态特性分析

机床切削过程中所受的切削力可假设为稳态力和动态扰动力的合力,为探究以气体轴承作为支承的电主轴系统的动态特性,以正弦波作为动态扰动加载形式,提出采用简谐激励法与双向流固耦合数值模拟相结合的方法对气体轴承-转子系统的简化模型进行动态特性研究;对动刚度和阻尼系数进行辨识,并通过模态分析获得转子不同稳态力下系统振型及固有频率变化规律。研究结果表明:随稳态力的增加,下径向轴承的K_(yy)增长速率大于K_(xx),而交叉刚度和交叉阻尼均几乎不变;下径向轴承的主刚度大于交叉刚度,主阻尼大于交叉阻尼;当稳态力为50~200 N时,转子下端y向偏移均随动态扰动力频率的增加呈现先增大后减小的趋势;系统的共振频率随稳态力的增大而增大。

箔片动压气体轴承转子系统动态特性试验研究

在箔片动压气体轴承的润滑分析模型和动态特性数学模型基础上,结合牛顿力学方程,建立箔片动压气体轴承-转子系统动力学方程,并研究其刚度和阻尼系数的计算方法;试验测量箔片动压气体轴承-转子系统的振动及速度,计算其刚度和阻尼系数;结合图谱法分析箔片动压气体轴承-转子系统在升速过程中的线性失稳和非线性失稳现象,研究转速对其刚度和阻尼系数的影响规律。结果表明:箔片动压气体轴承-转子系统主刚度系数整体随着转速的升高而增大,而交叉刚度整体随着转速的增加而减小且变化趋势相对较为平缓;阻尼系数整体随转速的提高而减小;系统自身阻尼抑制了扰动和低频能量的聚集,避免了箔片振动发生,从而有效地提高了系统运行的稳定性。提出的动态特性系数计算方法结合气体润滑理论与动力学模型,并结合试验测试,可以有效地获得轴承-转子系统的动态特性。

柔性齿轮-柔性转子-滑动轴承系统动特性分析

为分析柔性齿轮对齿轮传动系统动特性的影响,建立考虑时变啮合刚度、非线性摩擦力的柔性齿轮-柔性转子-滑动轴承的柔性多体动力学模型。研究表明:相对于刚性体模型,考虑柔性齿轮和柔性转子的齿轮系统模型更加适合大变形的轻薄化齿轮系统动特性研究;柔性齿轮系统启动阶段存在明显的亚异步振动及齿轮轴向振动幅值的获取;高速重载有利于齿轮系统稳态工况的平稳运转及维持,但会引起齿轮轴向辐射噪声的增加;相对加减速、停机工况,启动工况下的轴向辐射噪声和动态啮合力波动最大。研究结果对齿轮轻薄化设计和认识齿轮传动系统的全工况动特性等研究具有积极意义。

不平衡-碰摩-不对中故障耦合作用下柔性转子-滚动轴承系统动力学分析与实验

研究柔性转子-滚动轴承系统在不平衡-碰摩-不对中故障耦合作用下的动力学响应.基于有限元与数值计算联合仿真方法,建立转子-滚动轴承系统的耦合故障柔性多体系统动力学控制模型.运用模态综合法建立柔性多体系统动力学模型,并自行编程建立非线性轴承力、碰摩力与不对中激振力模型.分析对比了系统在各种故障耦合作用下的振动特征图.结果表明,不对中故障对转子系统的整体振动影响较明显,不对中故障较严重时,整个系统振动形式更加复杂,并且仿真分析结果与实验结果能够较好的吻合,因此该方法可有效研究转子-轴承系统的不平衡-碰摩-不对中耦合故障特征.

挤压油膜阻尼器-碰摩转子系统的非线性特性研究

本文研究了挤压油膜阻尼器 (SFD)支承的单盘转子系统的碰摩特性。研究发现系统响应不再具有典型的“碰摩分叉” ,系统在高转速区以拟周期的方式进入混沌而在低转速区则有多种进入混沌的通道。系统一周内的碰摩次数与系统的分叉状态无关。系统有三条通向混沌的道路 :1.倍周期分叉通向混沌 ;2 .阵发性通向混沌 ;3 .拟周期通向混沌。

非线性非稳态油膜支撑的密封-转子系统流体激励行为

将非线性非稳态油膜力模型与密封流体Muszynska模型结合,对非线性非稳态油膜力支承下的密封-转子系统流体激励行为进行了研究,发现其响应随转速比的变化具有复杂的动力学行为,产生了包括周期、拟周期等丰富的振动现象,具有很强的非线性特征.

基于接触有限元的齿轮-转子系统动态特性分析

考虑齿轮-转子系统各部件的弹性,基于接触有限元理论提出一种能够高保真模拟齿轮副连续啮合过程的动态特性分析方法。该方法利用实体有限元进行系统建模,可体现各部件的结构特征;基于接触有限元进行啮合过程仿真,可模拟系统的时变刚度、啮合冲击等真实激励进而得到全面准确的响应信息。以一直齿轮-转子系统为例进行啮合过程的数值仿真,利用中心差分法求得系统各动力学参量在时域上的响应,通过中心距偏差、动态传递误差、动态接触力等参数分析系统的弯曲振动、扭转振动、齿轮副的啮合特性及其耦合关系。研究结果表明:考虑各部件尤其是转子的弹性后,系统的非线性振动特性显著,齿轮副啮合存在明显的双边冲击及脱啮现象。

柔性转轴转子在非线性油膜力作用下的动态响应

在转子结构中 ,轴承处非线性油膜力的作用会使得系统进入浑沌运动状态 ,乃至分岔、失稳 ,产生较大的振幅 ,分析这一类系统的振动特性显得十分必要 .为此利用数值计算的方法分析了一柔性转轴转子系统 (支座、轴承及转子 )在非线性油膜力作用下的动态特性 .结果显示结构的混沌区域是有限的 。

考虑油膜不确定性的滑动轴承-转子系统不平衡量识别

针对滑动轴承-转子系统不平衡量识别过程中滑动轴承油膜特性系数的不确定性,提出了考虑油膜不确定性的转子系统不平衡量的识别方法。该方法考虑滑动轴承油膜特性系数为不确定因素,基于区间数学理论和一阶泰勒级数展开式的区间法将具有不确定性结构的不平衡量识别问题转化为两类确定性结构的不平衡量识别问题;对于确定性结构的不平衡量识别问题根据滑动轴承-转子系统运行时不平衡量是以不平衡力的形式作用于主轴上,提出将不平衡力在时域内用一系列的脉冲函数来表示,利用滑动轴承-转子系统的瞬态响应分析方法来构建正问题,结合正则化方法处理不平衡量识别中的病态问题,获得转子系统不平衡量的上边界和下边界。通过一转子实验台检验了不平衡量识别方法的有效性和鲁棒性。

挤压油膜柔性转子系统的优化设计

将优化设计方法应用于挤压油膜阻尼器 滑动轴承 柔性转子系统 ,从优化变量的选取、目标函数、约束条件等几方面来确定优化设计的数学模型 ,并将此模型应用于具体的实例中 .计算表明 ,转子系统通过优化 。

考虑温黏热效应的滑动轴承-转子系统动态响应分析

针对滑动轴承中润滑油温度的不稳定变化而引起的转子系统振动问题,从油膜润滑的雷诺方程出发,在Gumbel油膜边界条件假设下,推导出短轴承的非线性油膜力的计算公式。将润滑油温度变化时黏度的变化考虑在内,采用四阶Runge-Kutta法求解系统微分方程得到转子-轴承系统运动的时域图、轴心轨迹图、Poincaré图、频谱图、瀑布图和分岔图,分析滑动轴承-转子系统在润滑油温度变化下的动态响应。结果表明,使用不同润滑油时,温黏系数较大的润滑油对转子二阶临界转速附近的拟周期和混沌运动有更好的抑制作用;润滑油温度的升高有利于转子系统在低转速范围运行的稳定性,但在二阶临界转速附近,发生油膜涡动和油膜振荡所对应的转速区域会有所延长,不利于转子-轴承系统的运行。

非稳态油膜力的转子-定子-轴承系统碰摩故障研究

利用拉格朗日(Lagrange)方程建立了非稳态油膜力的转子-定子-轴承系统碰摩故障的力学模型,应用数值分析对其进行研究,得出转子系统在激励频率作为唯一控制参数时系统的轴心轨迹图和分岔图;对该系统响应的非线性行为和故障机理进行分析,从而为该类转子系统故障诊断和系统的安全运行提供理论依据.研究结果表明,当激励频率作为唯一控制参数时,系统存在周期运动、拟周期运动和混沌运动等丰富的非线性现象.