本文關鍵詞：油膜力支撐雙盤轉子—軸承系統(tǒng)非線性動力學研究

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【摘要】：在旋轉機械中轉子是其重要構成成分,轉子運行的平穩(wěn)性和安全性關系著整個旋轉機械的安全運行。由于油膜力和碰摩力的存在,所以導致轉子系統(tǒng)具有很強的非線性。隨著轉子系統(tǒng)的一些參數(shù)的變化會導致系統(tǒng)運動形式的改變,所以合理的參數(shù)設計、適當?shù)墓ぷ鬓D速可以使轉子系統(tǒng)更加平穩(wěn)地、安全地和高效地運行。本文在轉子動力學理論的基礎上,主要研究了簡化的雙盤轉子系統(tǒng)模型和油膜力撐持下雙盤轉子系統(tǒng)模型的動力學行為。按照牛頓第二定律,列出了系統(tǒng)的運動微分方程,然后通過數(shù)值仿真并利用分岔圖、軸心軌跡圖、時間歷程圖和Poincare映射圖分析了系統(tǒng)各參數(shù)改變對轉子系統(tǒng)響應的影響。研究結果表明:對油膜力支撐雙盤轉子系統(tǒng)而言,隨著定子剛度的增大,在轉子系統(tǒng)響應中出現(xiàn)混沌運動的區(qū)間逐漸增多;隨著阻尼值的增大,轉子在中等轉速區(qū)間出現(xiàn)混沌運動區(qū)域先逐漸變少,但當阻尼值達到一定值后繼續(xù)增加時,混沌運動又會重新出現(xiàn);隨著偏心量的不斷增大,轉子在較高轉速區(qū)間出現(xiàn)多周期運動和混沌運動區(qū)域越來越多,整個轉子也逐漸變得不穩(wěn)定;隨著圓盤質量增大,在中等轉速范圍,轉子會從單周期運動逐漸變?yōu)榛煦邕\動和多周期運動,但在較高轉速區(qū)間內,轉子卻會由混沌運動變?yōu)橹芷谶\動;而摩擦系數(shù)對轉子響應的影響不太明顯;在中高轉速范圍,隨著轉子在軸承處質量的不斷增大,轉子會從混沌和多周期運動逐漸變?yōu)閱沃芷谶\動。所以應該根據參數(shù)變化對系統(tǒng)運動的影響,設計出合理的轉子系統(tǒng)參數(shù),使轉子在工作轉速區(qū)間能夠呈周期運動,盡可能的避免處在混沌運動狀態(tài)。通過對轉子系統(tǒng)動力學的研究,為工業(yè)生產中旋轉機械系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供一些理論依據和設計準則。
【關鍵詞】：軸承油膜力 碰摩力 非線性 混沌
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH113
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文的主要工作10-11
• 2 非線性轉子動力學理論基礎及非線性油膜力的確定11-20
• 2.1 轉子系統(tǒng)的分岔與混沌11-14
• 2.1.1 幾種典型的分岔11-13
• 2.1.2 混沌的基本理論13-14
• 2.2 本文使用的非線性研究方法14-15
• 2.2.1 分岔圖14
• 2.2.2 相圖14-15
• 2.2.3 龐加萊映射投影圖15
• 2.2.4 時間歷程圖15
• 2.3 非線性油膜力的確定15-20
• 2.3.1 穩(wěn)態(tài)軸承油膜力模型15-17
• 2.3.2 非穩(wěn)態(tài)非線性油膜力17-20
• 3 雙盤轉子系統(tǒng)動力學研究20-40
• 3.1 模型的建立20-21
• 3.2 碰摩力的表達21-22
• 3.3 運動微分方程的建立22
• 3.4 系統(tǒng)數(shù)值仿真及分析22-39
• 3.4.1 定子剛度變化對系統(tǒng)的影響22-26
• 3.4.2 圓盤阻尼變化對系統(tǒng)的影響26-29
• 3.4.3 轉子圓盤偏心量變化對系統(tǒng)的影響29-32
• 3.4.4 轉子圓盤質量變化對系統(tǒng)的影響32-36
• 3.4.5 摩擦系數(shù)變化對系統(tǒng)的影響36-39
• 3.5 本章小結39-40
• 4 油膜力支撐雙盤轉子系統(tǒng)動力學研究40-63
• 4.1 模型的建立40
• 4.2 油膜力支撐的雙盤轉子系統(tǒng)的運動微分方程40-42
• 4.3 系統(tǒng)數(shù)值仿真及分析42-61
• 4.3.1 定子剛度變化對系統(tǒng)的影響42-45
• 4.3.2 圓盤阻尼變化對系統(tǒng)的影響45-49
• 4.3.3 轉子圓盤偏心量變化對系統(tǒng)的影響49-52
• 4.3.4 轉子圓盤質量變化對系統(tǒng)的影響52-55
• 4.3.5 摩擦系數(shù)變化對系統(tǒng)的影響55-58
• 4.3.6 軸承處轉子質量變化對系統(tǒng)的影響58-61
• 4.4 本章小結61-63
• 結論63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-68

【參考文獻】

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本文編號：770131