【摘要】：旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指大型汽輪發(fā)電機(jī)組、水輪發(fā)電機(jī)組、核電機(jī)組、航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、高速壓縮機(jī)、離心機(jī)、離心泵和高精度機(jī)床等以轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為工作主體的機(jī)械設(shè)備,它們廣泛地應(yīng)用于電力、石化、冶金、機(jī)械、航空等各工業(yè)部門。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(dòng)化和大功率、大載荷方向發(fā)展。這一方面提高了生產(chǎn)率,降低了生產(chǎn)成本;但另一方面,這些設(shè)備一旦發(fā)生故障,所造成的經(jīng)濟(jì)損失將會(huì)成倍的增加。最近幾十年來由于機(jī)械設(shè)備故障導(dǎo)致的災(zāi)難性事件時(shí)有發(fā)生,造成的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和社會(huì)影響也是難以估量的。因此,一方面對于旋轉(zhuǎn)機(jī)械在速度、容量、效率和安全可靠性等方面提出了更高的要求;另一方面使得發(fā)展并應(yīng)用先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術(shù)對設(shè)備故障進(jìn)行檢測和診斷顯得尤為重要。 本文以旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和工程結(jié)構(gòu)為主要研究對象,首先系統(tǒng)闡述了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中轉(zhuǎn)軸的非線性剛度問題、轉(zhuǎn)靜子碰摩和基礎(chǔ)松動(dòng)等非線性故障轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)問題及研究方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷技術(shù)的研究目的、意義與研究概況,存在的問題與不足。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)、深入地研究了非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由于轉(zhuǎn)軸非線性剛度、碰摩和松動(dòng)耦合故障引起的分岔與混沌行為,以及若干相關(guān)問題;結(jié)構(gòu)損傷智能診斷識(shí)別中特征(敏感)參數(shù)的選取問題、智能診斷方法的改進(jìn)措施,以及在設(shè)備與結(jié)構(gòu)故障診斷中的應(yīng)用問題。本文的主要工作有以下幾個(gè)方面: 1. 建立了具有非線性剛度軸支撐的Jeffcott 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程,利用多尺度法對弱非線性剛度系統(tǒng)的非共振、主共振、超諧共振和亞諧共振響應(yīng)進(jìn)行了分析;并應(yīng)用數(shù)值分析方法研究了具有強(qiáng)非線性剛度系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為,系統(tǒng)參數(shù)變化對系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響以及混沌運(yùn)動(dòng)的激變特性。 2. 真實(shí)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的剛度通常是非線性的,本文建立了具有非線性剛度的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)局部碰摩的動(dòng)力學(xué)微分方程,并應(yīng)用數(shù)值分析方法研究了此類系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為,利用轉(zhuǎn)子響應(yīng)的分岔圖、最大Lyapunov 指數(shù)曲線圖、Poincaré截面映射圖、時(shí)域波形圖、相軌線圖、軸心軌跡圖、幅值譜圖和功率譜圖等圖形分析了系統(tǒng)響應(yīng)的周期運(yùn)動(dòng)、擬周期運(yùn)動(dòng)、
【圖文】：

大學(xué)博士學(xué)位論文 第二章 具有非線性剛度的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為有頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率之比） =2.1，非線性剛度系數(shù) α =0.5。1 偏心量變化引起的分岔與混沌行為對于大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，當(dāng)質(zhì)量偏心引起的振動(dòng)超過一定的限度往往會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行故難性事故。因此轉(zhuǎn)子偏心量是直接關(guān)系到轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡狀況及運(yùn)行穩(wěn)定的一個(gè)非常重。圖 2.1 為偏心量 u 在[0.08~0.18]之間變化的分岔圖和最大 Lyapunov 指數(shù)曲線圖。統(tǒng)進(jìn)入混沌的路徑，對偏心量 u 在[0.0876~0.0896]區(qū)間進(jìn)行細(xì)化，細(xì)化的分岔圖如。從中可以看出，振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化為周期運(yùn)動(dòng)、擬周期和混沌運(yùn)動(dòng)的交替過

于大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，當(dāng)質(zhì)量偏心引起的振動(dòng)超過一定的限度往往會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行故性事故。因此轉(zhuǎn)子偏心量是直接關(guān)系到轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡狀況及運(yùn)行穩(wěn)定的一個(gè)非常重圖 2.1 為偏心量 u 在[0.08~0.18]之間變化的分岔圖和最大 Lyapunov 指數(shù)曲線圖。進(jìn)入混沌的路徑，對偏心量 u 在[0.0876~0.0896]區(qū)間進(jìn)行細(xì)化，細(xì)化的分岔圖如從中可以看出，振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化為周期運(yùn)動(dòng)、擬周期和混沌運(yùn)動(dòng)的交替過圖 2.1 系統(tǒng)響應(yīng)隨偏心量 u 變化的分岔圖和最大 Lyapunov 指數(shù)曲線圖Fig.2.1 The bifurcation diagram and maximal Lyapunov exponent of u
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號】：TH113.1

【引證文獻(xiàn)】

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2 陳予恕;曹登慶;吳志強(qiáng);;非線性動(dòng)力學(xué)理論及其在機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用的若干進(jìn)展[J];宇航學(xué)報(bào);2007年04期

3 韓放;郭杏林;高海洋;;基于改進(jìn)智能算法的非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的參數(shù)辨識(shí)[J];振動(dòng)與沖擊;2012年17期

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本文編號：2684974