【摘要】： 轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、動力、航空航天等工程技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)前,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正日益朝著高轉(zhuǎn)速及柔性等方向發(fā)展。使用中也出現(xiàn)了許多用傳統(tǒng)的線性理論無法解釋的現(xiàn)象(如混沌現(xiàn)象,概周期運(yùn)動等),并導(dǎo)致了許多嚴(yán)重的事故。本課題來源于國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目:超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的若干非線性動力學(xué)問題。在此背景下,以轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)為研究對象,研究了轉(zhuǎn)子動力學(xué)中的非線性轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)穩(wěn)定性問題,所得優(yōu)化結(jié)果為有關(guān)轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一定的依據(jù)。 論文利用建立的非線性轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)動力學(xué)模型,從多角度研究轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的非線性動力學(xué)行為,從關(guān)于轉(zhuǎn)速、偏心、間隙、油膜粘度參數(shù)的分岔計(jì)算結(jié)果來分析這些參數(shù)的變化對轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的運(yùn)動形態(tài)的影響,通過對部分特征點(diǎn)的分析,更精確地分析系統(tǒng)運(yùn)動的特征。 根據(jù)有關(guān)轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)研究中穩(wěn)定性的基本理論、方法,利用Floquet理論結(jié)合打靶法分析非線性轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)周期運(yùn)動的穩(wěn)定性。揭示了系統(tǒng)從同步周期運(yùn)動發(fā)生分岔,最后導(dǎo)致混沌運(yùn)動的演變過程。同時研究了非線性轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)存在周期運(yùn)動分岔而失穩(wěn)的三種情況:鞍結(jié)分岔、倍周期分岔、Hopf分岔。 最后針對所建立的動力學(xué)模型,本文引入基于遺傳算法的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,以轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的最大失穩(wěn)轉(zhuǎn)速為目標(biāo)函數(shù)對轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)中的軸承參數(shù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì),與一系列的初始變量相比,失穩(wěn)轉(zhuǎn)速在優(yōu)化后有了很大的提高。根據(jù)優(yōu)化前后的轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)分岔圖的對比分析,可以看出轉(zhuǎn)子的分岔點(diǎn)在向轉(zhuǎn)速高的方向推移,使轉(zhuǎn)子有更好的穩(wěn)定性。通過遺傳算法,可迅速的獲得一系列的最佳參數(shù)。并驗(yàn)證了該方法的優(yōu)越性和有效性。
【圖文】：

圖 2-1 Poincaré截面法矢量與向量場 F (t , λ , u)滿足無夠小的 Poincaré 截面Σ，使Γ與連續(xù)性定理，，存在點(diǎn)pu 的鄰域 U

Floquet乘子圖
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH133.2

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本文編號：2666084