非稳态油膜力作用下非线性刚度转子系统的碰摩故障分析

研究了在非稳态油膜力作用下非线性刚度转子系统发生碰摩时的振动问题。建立了非稳态油膜力作用的非线性刚度转子-轴承系统碰摩模型,应用数值分析的方法对其进行研究。通过Poincare截面图、轴心轨迹图、波形图和频谱图,直观地显示了系统在某些参数域中的运动状态。发现了由于油膜力作用出现油膜涡动和反向涡动现象以及倍周期分岔、概周期和混沌等复杂的动力学行为。数值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。

一种非稳态油膜力模型下刚性转子的分岔和混沌特性

从一个由三个函数确定的非稳态油膜力的非线性模型出发 ,以短轴承支撑的刚性Jeffcott转子系统作为研究对象 ,采用短轴承油膜力的解析表达式和数值模拟的方法研究了系统的分岔和混沌特性 ,并将模拟结果与稳态油膜力模型的模拟结果作了比较 ,证明了该非线性模型的合理性。

一种非稳态油膜力模型下转子系统的碰摩分岔分析

采用新的短轴承非稳态油膜力公式和非稳态油膜轴承 -转子系统碰摩的刚性约束非光滑模型 ,通过数值模拟 ,得到了该系统随转动角频率及油膜特性参数变化发生碰摩的分岔和混沌特性 ,并与稳态油膜力模型进行比较。数值模拟结果表明 :该系统会在临界转速附近的主共振区和超临界转速的油膜振荡区内分别存在碰摩现象 ,但当超临界转速足够高时碰摩会消失。此外 ,在高转速时增大油膜粘性可能防止碰摩产生。本文指出新的非稳态非线性油膜力模型呈现一些与以往稳态模型不同的特性 ,并具有工程实际意义。

非稳态油膜力对转子系统盘轴松动故障的影响研究

当盘轴松动时,油膜涡动会对转轴的运动轨迹造成影响,从而影响转盘和转轴的碰摩,转盘和转轴的碰摩又会对油膜涡动造成很大扰动,非稳态油膜力对转子系统盘轴松动故障的影响具有重要研究价值。利用Hertz接触理论和非稳态非线性油膜力建立了盘轴松动故障转子-轴承系统的运动微分方程,利用四阶龙格-库塔法对其进行数值仿真,并经过实验验证。讨论了非稳态油膜力对转盘转动状态的影响及油膜间隙对转子系统振动特性的影响。研究结果表明:转盘无量纲转速有高低两种状态,不考虑油膜力的转子系统转盘转速进入高转速状态时,转轴转速低于考虑油膜力的转子系统;随油膜间隙增大,轴承端的运动轨迹经历类似周期运动状态、混乱状态、类似周期运动状态,运动轨迹的形状变得越来越细长,转轴中心的运动轨迹像一个不断旋转的扇形,无明显变化规律,系统的频率成分基本无变化,但各频率成分的幅值会有不同的变化。研究成果对盘轴松动故障的建模及动力学特性研究具有重要的参考价值。

转子系统非稳态油膜力的非线性分析

建立了转子-定子-轴承系统非稳态油膜力的力学模型,分析了该系统随转速变化的时域波形、幅值谱图和轴心轨迹,得出非稳态油膜力与转速变化密切相关的结论,显示了由油膜涡动到油膜振荡的变化过程,为有效诊断转子-定子-轴承系统油膜失稳的故障提供了理论依据。

基于小波包分解的一种非稳态油膜力轴承-转子系统的碰摩故障诊断

奇异信号往往载有设备运行状态的重要特征 ,小波分析理论可在时域和频域上同时对信号实现局部化处理 .转子碰摩信号具有奇异性 ,利用小波包分解具有“变焦距”性质 ,或小波包对信号的奇异性即奇异点的位置及奇异度大小的分析更加有效 ,分析了碰摩信号在小波包变换下的特征 .理论分析和计算结果表明 。

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.

有限长轴承非稳态油膜力建模及非线性油膜失稳

根据文献 [1]提出的非稳态非线性油膜力基本表达式 ,导出了有限长轴承非稳态油膜力近似公式。应用该公式 ,采用数值模拟 ,对有限长油膜轴承支撑的刚性 Jeffcott转子进行了不平衡力下油膜振荡的非线性分析 ,得出了与文献

非稳态油膜力作用下偏角不对中碰摩转子系统振动特性分析

建立了非稳态油膜力、碰摩力作用下,偏角不对中轴系的横向振动模型,将Jeffcott转子模型推广至约束条件下的轴系振动模型,通过引入转子间的位移约束,由Lagrange方程导出了不对中轴系系统的振动方程.仿真研究表明:由于不对中的存在,轴系横向振动是强非线性、非定常、同时含有自激励、参数激励和外激励的三自由度振动系统;由于从动轴与主动轴的不对中,导致了转轴间的运动约束,使轴系横向振动系统比Jeffcott转子动力学模型所描述的振动系统少了一个自由度.随着偏角不对中量、转轴质量比的变化,系统出现周期、概周期、混沌运动特征.不对中轴系处于概周期运动时,呈现出自激振动特征.其结果可为旋转机械故障诊断、轴系对中及设备的安全运行提供更为准确的理论参考.

动载非单油叶轴承非稳态非线性油膜力数学模型

对椭圆轴承油膜区做了适当假设,在考虑了轴径中心的周向和径向扰动速度对油膜区影响的条件下导出了可用3个动态参数表示的椭圆轴承非稳态非线性油膜力的一般公式,并导出了短轴承非稳态非线性油膜力的解析表达式。指出椭圆轴承中用到的处理方法可用于处理三油叶等多油叶轴承。

非稳态非线性油膜力作用下柔性轴裂纹转子的动力特性分析

分析了在动载轴承非稳态非线性油膜力作用下 ,具有横向裂纹柔性轴Jeffcott转子在非线性涡动影响下的动力特性 .通过数值计算表明 ,在油膜失稳转速前 ,随着裂纹轴刚度变化比的增大 ,系统在低转速区域内具有丰富的非线性动力行为 ,出现倍周期分叉及混沌现象 ,涡动振幅随转速升高而减小 ,直到非稳态非线性油膜失稳 .在无裂纹转子油膜临界失稳点处发现了类Hopf分叉现象 ,系统运动由平衡变为拟周期运动 ;裂纹转子在油膜临界失稳时的系统运动亦为拟周期运动 .裂纹转子轴刚度变化对油膜失稳点及油膜失稳之后转子的运动影响不大 ,转子系统作拟周期运动 .

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·

非线性刚度转子-轴承支承松动故障的特征分析

研究了非线性刚度转子系统发生松动故障时的振动问题.考虑了转轴材料的非线性因素,建立了在非稳态油膜力作用下的非线性刚度转子-滑动轴承系统松动模型,并用Runge-Kutta数值积分方法,得到了系统在不同的参数下的波形图、频谱图和轴心轨迹图的特征.并通过实验数据验证了该方法的可行性.数值分析结果为该类转子-轴承系统的设计和支承松动故障识别提供了一定的参考.

带有两端支座松动故障的转子系统的振动分析

应用现代非线性动力学理论 ,分析了带有两端支座松动故障的转子—轴承系统的复杂运动现象。模拟结果表明 :带有两端支座松动故障的转子—轴承系统运动在未到共振区时以周期运动为主 ,在过共振区后 ,运动形式以拟周期和混沌为主 ,两个松动支座的振动在一定程度上相互抑制。同时 ,当支座发生松动时 ,轴颈的轴心轨迹以及支座的Poincare截面图和相轨迹都呈现出特殊的形状 ,并且这些形状又随松动支座的振幅是否达到最大间隙值而有所不同。上述结论可望为转子

偏角不对中轴系振动的工艺控制措施研究

考虑非线性非稳态油膜力、局部碰摩力和质量不平衡的耦合激励,建立偏角不对中轴系非线性动力学方程,数值模拟并分析不对中偏角量对系统振动特性的影响,根据计算结果制定不对中偏角量的工艺控制标准.仿真计算研究表明:非稳态油膜力激励下,轴系动力学方程形式繁琐,求解困难,导致系统产生复杂的动力学行为,难以通过理论分析有效控制轴系非线性振动,而通过制定工艺可以避免理论研究难题,达到控制非线性振动级别的目的.