轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)非線性振動(dòng)及分岔特性研究
本文關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)非線性振動(dòng)及分岔特性研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的重要組成部分,其運(yùn)行的平穩(wěn)性與安全性直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)中存在著諸多的非線性因素,比如電磁力的非線性,碰摩力的非線性等,其中碰摩力是引起整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性運(yùn)動(dòng)的主要因素。磁懸浮軸承在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用,相比傳統(tǒng)的滑動(dòng)與滾動(dòng)軸承,磁懸浮軸承有諸多的優(yōu)點(diǎn),比如無污染,無需潤滑,傳動(dòng)效率高等各種優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)滿足了現(xiàn)代轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的發(fā)展要求,必將在以后的生產(chǎn)中得到大量的應(yīng)用。本文中主要研究了柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng),雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以及磁懸浮軸承支撐的雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為。建立了各個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律,列出系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程,通過4階龍格庫塔法對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值仿真,模擬出了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的實(shí)際工作狀況,得到了系統(tǒng)響應(yīng)的雙參數(shù)分岔圖,分岔圖,軸心軌跡圖以及Poincare映射演化過程圖。綜合考慮有無裂紋時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,分別研究了在無裂紋和有裂紋兩種情況下剛度變化,阻尼系數(shù),偏心量等各種可變參數(shù)的變化對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性的影響。通過分析各種圖形,討論了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的周期運(yùn)動(dòng),概周期運(yùn)動(dòng),倍化分岔,逆倍化分岔以及混沌等各種復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為,詳細(xì)描述了系統(tǒng)由周期到概周期以及概周期到周期的演化過程。研究結(jié)果表明:隨著剛度系數(shù)的變化轉(zhuǎn)子系統(tǒng)呈現(xiàn)出豐富的動(dòng)力學(xué)行為,剛度系數(shù)越大,系統(tǒng)會(huì)趨向混沌運(yùn)動(dòng);隨著阻尼系數(shù)的不斷增大,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)趨于周期運(yùn)動(dòng),混沌運(yùn)動(dòng)不斷減少;偏心量越大,系統(tǒng)趨于混沌運(yùn)動(dòng),周期運(yùn)動(dòng)不斷減少;摩擦系數(shù)的變化對于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響不是很大。裂紋的出現(xiàn)增加了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在低速范圍內(nèi)的混沌運(yùn)動(dòng),對于高速區(qū)域系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響不是很大;煦邕\(yùn)動(dòng)在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中是有害的,因此在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)際工作當(dāng)中應(yīng)盡量避開混沌運(yùn)動(dòng)區(qū)域。本文指出了在一定參數(shù)條件下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的最優(yōu)工作區(qū)間,對轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)以及實(shí)際工作中的故障識(shí)別提供了一些理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:磁懸浮軸承 分岔 非線性 碰摩力 混沌
【學(xué)位授予單位】:蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TH133
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 緒論8-12
- 1.1 課題來源及名稱8
- 1.2 研究背景和意義8-9
- 1.3 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀9-11
- 1.4 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排11-12
- 2 柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩的分岔特性研究12-27
- 2.1 模型的建立12-13
- 2.2 運(yùn)動(dòng)方程的建立及無量綱化13-15
- 2.3 系統(tǒng)數(shù)值仿真及分析15-25
- 2.3.1 剛度變化對系統(tǒng)的影響15-17
- 2.3.2 阻尼系數(shù)對系統(tǒng)的影響17-20
- 2.3.3 裂紋影響系數(shù)對系統(tǒng)的影響20-22
- 2.3.4 摩擦系數(shù)對系統(tǒng)的影響22-25
- 2.4 本章小結(jié)25-26
- 附錄 柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)參數(shù)26-27
- 3 雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩的分岔特性研究27-61
- 3.1 模型的建立27-28
- 3.2 運(yùn)動(dòng)方程的建立及其無量綱化28-30
- 3.3 系統(tǒng)數(shù)值仿真及分析30-57
- 3.3.1 剛度變化對系統(tǒng)的影響31-36
- 3.3.2 阻尼系數(shù)的變化對系統(tǒng)的影響36-42
- 3.3.3 偏心量的變化對系統(tǒng)的影響42-47
- 3.3.4 質(zhì)量比的變化對系統(tǒng)的影響47-52
- 3.3.5 摩擦系數(shù)的變化對系統(tǒng)的影響52-57
- 3.4 本章小結(jié)57-59
- 附錄 雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)參數(shù)59-61
- 4 磁懸浮軸承支撐的雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩的分岔特性研究61-102
- 4.1 模型的建立61
- 4.2 運(yùn)動(dòng)方程的建立及其無量綱化61-64
- 4.3 系統(tǒng)數(shù)值仿真及分析64-99
- 4.3.1 剛度變化對系統(tǒng)的影響65-70
- 4.3.2 阻尼系數(shù)的變化對系統(tǒng)的影響70-74
- 4.3.3 偏心量的變化對系統(tǒng)的影響74-79
- 4.3.4 質(zhì)量比的變化對系統(tǒng)的影響79-84
- 4.3.5 頻率比的變化對系統(tǒng)的影響84-89
- 4.3.6 摩擦系數(shù)的變化對系統(tǒng)的影響89-94
- 4.3.7 間隙比值的變化對系統(tǒng)的影響94-99
- 4.4 本章小結(jié)99-100
- 附錄 磁懸浮軸承支撐的雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)參數(shù)100-102
- 結(jié)論102-104
- 致謝104-105
- 參考文獻(xiàn)105-106
【共引文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)非線性振動(dòng)及分岔特性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):281320
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