隨著科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展,旋轉(zhuǎn)機(jī)械正朝著大型化、連續(xù)化、高速化、輕型化、集中化、自動化和大功率、大載荷方向發(fā)展。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件,對其動力學(xué)特性以及故障機(jī)理的研究有著重要的理論及實(shí)際意義。目前在考慮幾種非線性因素(非穩(wěn)態(tài)油膜力、非線性碰摩力、裂紋、碰摩)的情況下,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)行為非常復(fù)雜、非線性動力學(xué)特性也更加豐富,對其混沌行為進(jìn)行理論研究可以為轉(zhuǎn)子故障診斷提供有力依據(jù)。 本文針對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)裂紋、碰摩以及裂紋-碰摩耦合故障建立了具有非線性碰摩力和非穩(wěn)態(tài)油膜力的Jeffcott轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)模型。對單一裂紋故障、單一碰摩故障以及裂紋與碰摩耦合故障進(jìn)行非線性動力學(xué)研究�？紤]裂紋深度、轉(zhuǎn)速比、偏心量以及綜合了潤滑油粘度、轉(zhuǎn)子重量、軸承間隙及寬徑比等多種因素的綜合參數(shù)的影響,采用四階Runge-Kutta法對所建方程進(jìn)行求解,應(yīng)用分岔圖、時域波形圖、頻譜圖、龐加萊映射圖、相軌跡圖以及軸心軌跡圖研究其動力學(xué)特性。裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中,隨著裂紋深度的增加,擬周期運(yùn)動區(qū)域變少,混沌和周期運(yùn)動區(qū)域增加,周期二窗口加寬并明顯提前。偏心量對系統(tǒng)的非線性動力特性也有較大的影響,當(dāng)偏心量大約在0.2~0.5內(nèi)時,系統(tǒng)較大面積處于混沌和分岔運(yùn)動狀態(tài),當(dāng)小于0.2和大于0.5的區(qū)域時,系統(tǒng)的運(yùn)動形式較為簡單,這個特性在碰摩轉(zhuǎn)子以及裂紋-碰摩耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中也有體現(xiàn)。碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中,隨著速度影響因數(shù)的增大,非線性摩擦力影響增大,即碰摩力作用效果增強(qiáng),使得周期三窗口和混沌運(yùn)動區(qū)域明顯加寬,綜合參數(shù)的增大對左右對稱支撐的碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)整體影響不大。裂紋-碰摩耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)較單純裂紋故障時,明顯出現(xiàn)周期三窗口。所做研究為今后開展轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性動力學(xué)研究以及轉(zhuǎn)子安全運(yùn)行提供參考。
【學(xué)位單位】：大慶石油學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH165.3
【部分圖文】：

龐加萊截面是一個圓，軸心軌跡和相軌跡在一個寬帶上運(yùn)動，此時系統(tǒng)做擬周期運(yùn)動。 ω =3.8時，龐加萊截面圖上有五個不動點(diǎn)，頻譜圖上可以看出有五個主要的譜線，系統(tǒng)此時做 P-5 運(yùn)動。 ω =5.2時，龐加萊截面上有七個不動點(diǎn)，頻譜圖上也可以看到七個主要的譜線，系統(tǒng)做 P-7 運(yùn)動。 ω =9.0時，龐加萊截面圖呈現(xiàn)一定的形狀，軸心軌跡和相軌跡都比較凌亂，頻譜圖上出現(xiàn)較多的譜值，系統(tǒng)此時處于混沌運(yùn)動狀態(tài)。

不同無量綱偏心量時系統(tǒng)響應(yīng)的龐加萊截面圖

了解綜合參數(shù)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為的影響有著重要的意義。圖2.3 分別為不同綜合參數(shù)下碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分岔圖。當(dāng)綜合參數(shù) Z=150 時，系統(tǒng)經(jīng)歷的運(yùn)動形式為：P-1 運(yùn)動→混沌運(yùn)動→P-2 運(yùn)動→→混沌運(yùn)動→P-3 運(yùn)動→擬周期運(yùn)動→P-2 運(yùn)動→P-1 運(yùn)動。Z=200 時，系統(tǒng) P-1 運(yùn)動以后混沌區(qū)域加寬，之后的 P-2 區(qū)域也加寬。Z=250 時系統(tǒng)的運(yùn)動情況與 Z=200 時基本相同，表明當(dāng)綜合參數(shù)在一定范圍內(nèi)，改變綜合參數(shù)對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)沒有太大的影響。
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王海飛;碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)數(shù)值模擬分析[D];昆明理工大學(xué);2012年

本文編號：2836953