大型旋轉機械是國家基礎設施和基礎工業(yè)中關鍵的設備之一,隨著旋轉機械向著高速、高效、高可靠性發(fā)展,對旋轉機械的穩(wěn)定性提出了更高的要求,同時軸承-轉子動力系統(tǒng)的研究也越來越受到重視。本文針對軸承-轉子系統(tǒng)的非線性動力學行為進行分析。論文的具體工作包括以下幾方面：1、首先,通過油膜力數據庫方法對比了現有的非線性油膜力解析模型,討論了現有非線性油膜力解析模型的適用范圍和近似程度。接著對具有Reynolds邊界條件的滑動軸承流體潤滑的Reynolds原理進行了修正,在此基礎上,采用8節(jié)點等參有限元方法,按照油膜的物理特性,形成修正的Reynolds方程的變分形式及其擾動方程,在不增加計算量的情況下,同時求得非線性油膜力和及其Jacobi矩陣。2、分析了Newmark法在計算時間步長內的計算擾動,并且對其進行補償,形成了一種有效的求解非線性動力系統(tǒng)行為的方法——結合擾動補償的Newmark法。該方法由于考慮了計算擾動效應,使得計算結果在各個離散時刻既滿足運動約束條件,又基本滿足動力平衡方程。3、基于Wilson-θ法,并將其改進,同時引入預估-校正機理,形成了一種有效的求解非線性動力行為的方法。該... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數】：96 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 非線性轉子動力學的研究現狀和發(fā)展趨勢
        1.2.1 非線性轉子動力學的研究現狀
        1.2.2 非線性轉子動力學的發(fā)展趨勢
    1.3 論文研究的主要內容
2. 非線性動力學的基本理論及方法
    2.1 Floquet定理
    2.2 Floquet乘子的求解方法
    2.3 直接數值積分法
        2.3.1 Newmark法
        2.3.2 Wilson-θ法
        2.3.3 結合擾動補償的Newmark法
        2.3.4 結合預估-校正機理的改進的Wilson-θ法
    2.4 本章小結
3. 動壓滑動軸承非線性油膜力及其Jacobi矩陣
    3.1 非線性油膜力的解析模型
        3.1.1 全圓無限長軸承模型
        3.1.2 全圓無限短軸承模型
        3.1.3 非線性油膜力解析模型與數據庫方法的對比
    3.2 有限長軸承的數值解
        3.2.1 有限長軸承流體潤滑的等價變分形式及其解法
        3.2.2 有限長軸承非線性油膜力Jacobi矩陣的有限元逼近解
        3.2.3 運用變分約束原理求解非線性油膜力與數據庫方法的驗證
        3.2.4 運用變分約束原理求解軸承剛度、阻尼系數與傳統(tǒng)方法的驗證
    3.3 本章小結
4. 動壓軸承-剛性轉子系統(tǒng)的非線性動力學特性
    4.1 動壓軸承-剛性轉子系統(tǒng)的動力學方程
    4.2 主導Floquet乘子的求解
    4.3 數值算例及討論
    4.4 轉子失穩(wěn)轉速隨參數的變化規(guī)律
        4.4.1 轉子失穩(wěn)轉速隨偏心量的變化規(guī)律
        4.4.2 轉子失穩(wěn)轉速隨潤滑油動力粘度的變化規(guī)律
    4.5 本章小結
5 動壓軸承-柔性轉子系統(tǒng)的非線性動力學特性
    5.1 動壓軸承-柔性轉子系統(tǒng)的動力學方程
    5.2 數值算例及討論
        5.2.1 運用結合預估-校正機理的改進的Wilson-θ法的數值算例
        5.2.2 運用具有擾動補償的Newmark法的數值算例
    5.3 轉子失穩(wěn)轉速隨參數的變化規(guī)律
        5.3.1 轉子失穩(wěn)轉速隨偏心量的變化規(guī)律
        5.3.2 轉子失穩(wěn)轉速隨潤滑油動力粘度的變化規(guī)律
    5.4 本章小結
6. 結論與展望
    6.1 全文結論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Wilson-θ法直接積分的運動約束和計算擾動[J]. 黃慶豐,王全鳳,胡云昌.  計算力學學報. 2005(04)
[2]滑動軸承非線性油膜力的一維直接解法[J]. 劉大全,肖忠會,張文,鄭鐵生.  機械工程學報. 2005(02)
[3]轉子機匣系統(tǒng)的碰摩振動響應[J]. 呂延軍,李旗,張志禹.  潤滑與密封. 2005(01)
[4]非線性轉子—軸承系統(tǒng)的動力學特性及穩(wěn)定性[J]. 呂延軍,虞烈,劉恒.  機械強度. 2004(03)
[5]一種改進的Wilson-θ法及其算法穩(wěn)定性[J]. 晏啟祥,劉浩吾,何川.  土木工程學報. 2003(10)
[6]用改進的Wilson-θ法分析流固耦合表面波的影響[J]. 晏啟祥,劉浩吾,饒俊勇.  四川大學學報(工程科學版). 2002(04)
[7]Non-synchronous response bifurcation analysis for a rigid bearing system using oil film forces database[J]. 陳照波,焦映厚,夏松波,黃文虎.  Journal of Harbin Institute of Technology. 2000(02)
[8]轉子-軸承系統(tǒng)非線性動力學行為的研究[J]. 焦映厚,陳照波,夏松波,黃文虎,張直明.  中國機械工程. 2000(06)
[9]軸承-轉子系統(tǒng)分岔參數的分維數識別法[J]. 趙玉成,袁樹清,肖忠會,許慶余.  應用數學和力學. 2000(02)
[10]非線性轉子—SFD支承系統(tǒng)的分叉[J]. 趙永輝,王莉,鄒經湘.  航空動力學報. 1999(04)



本文編號：3521601