本文關(guān)鍵詞：碰摩和油膜耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)行為與控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)器工作的時候，轉(zhuǎn)子部分常常會發(fā)生震動，從而進(jìn)一步引起轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的中的定子和轉(zhuǎn)子之間發(fā)生碰摩現(xiàn)象，所以說碰摩是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中常見的一種現(xiàn)象。碰摩發(fā)生后會直接影響機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，而且這種故障具有非線性的特征，因此，對碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障研究清楚對于機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義。本文所做的工作主要有: 1首先簡單介紹一下國內(nèi)外在轉(zhuǎn)子碰摩系統(tǒng)發(fā)展的程度，然后進(jìn)一步闡述本文選此研究對象的目的和意義，說明轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題、現(xiàn)象以及分析在這些問題和現(xiàn)象所用的方法，為下面的研究工作打好基礎(chǔ)。 2建立了剛性Jeffcott平衡轉(zhuǎn)子碰摩力作用下的無量綱運(yùn)動微分方程；基于Jeffcott轉(zhuǎn)子碰摩動力學(xué)模型，通過變換得到等價無量綱方程，對其平衡點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并應(yīng)Hwertize行列式對系統(tǒng)方程進(jìn)行判斷，得到在轉(zhuǎn)速比取何值時發(fā)生Hopf分岔。然后利用數(shù)值仿真進(jìn)一步驗(yàn)證，得出理論分析和數(shù)值模擬是相吻合的。 3對考慮重力的Jeffcott轉(zhuǎn)子碰摩系統(tǒng)利用Lyapunov指數(shù)圖、波形圖、軸心軌跡圖、相圖、幅值譜圖和龐加萊映截面圖等進(jìn)行動力學(xué)行為研究，本章研究了分析了碰摩系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速比下的系統(tǒng)運(yùn)動現(xiàn)象，首先，分析了轉(zhuǎn)速比、定子與轉(zhuǎn)子間的間隙、剛度比對系統(tǒng)的影響，利用分岔圖和Lyapunov指數(shù)圖并結(jié)合時間波形圖、軸心軌跡圖，龐加萊映射圖等進(jìn)行分析對上述參數(shù)對系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析，分別得出了系統(tǒng)在上述各個參數(shù)下的運(yùn)動情況，由此可以得到系統(tǒng)在上述不同參數(shù)下的較優(yōu)工作區(qū)間。 4在第3章考慮重力的Jeffcott轉(zhuǎn)子碰摩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入軸承非線性油膜力，從而建立了轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的動力學(xué)模型,采用標(biāo)準(zhǔn)的四階Runge-Kutta法對轉(zhuǎn)子碰摩動力學(xué)特征進(jìn)行數(shù)值仿真。利用Lyapunov指數(shù)圖、波形圖、軸心軌跡圖、和龐加萊截面圖等工具分析了系統(tǒng)在非線性油膜力的影響下碰摩后進(jìn)行動力學(xué)行為研究，通過對不同參數(shù)下的動力學(xué)行為研究可以得到系統(tǒng)在不同參數(shù)下的較優(yōu)控制工作區(qū)間。本章主要分析了含油膜力的碰摩轉(zhuǎn)子的動力學(xué)行為，首先分析隨著轉(zhuǎn)速比的變化系統(tǒng)動力學(xué)行為的變化，隨著轉(zhuǎn)速比的增大系統(tǒng)呈現(xiàn)出周期、分岔、擬周期、混沌等多種復(fù)雜的動力學(xué)行為，得出系統(tǒng)的較優(yōu)控制工作區(qū)間。隨后系統(tǒng)取不同的油膜厚度，通過分析油膜厚度下的分岔圖和Lyapunov指數(shù)圖，可以得到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在不同油膜厚度下的最優(yōu)工作區(qū)間，并且可以通過比較不同的油膜力的分岔圖和Lyapunov指數(shù)圖，還能得出哪種油膜力下系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)最好。對上述變化參數(shù)下的分岔圖、波形圖、相圖、軸心軌跡圖、龐加萊截面圖的分析可以看出對碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)添加油膜力后，系統(tǒng)的動力學(xué)變得更加復(fù)雜，，更多時候呈現(xiàn)出混沌狀態(tài)。最后應(yīng)用washout-filter反饋控制法向系統(tǒng)中引入狀態(tài)反饋控制變量,可有效地抑制系統(tǒng)中混沌現(xiàn)象的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 碰摩力 非線性油膜力 數(shù)值模擬 穩(wěn)定性 分岔 混沌 Lyapunov指數(shù) 混沌控制
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH133
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-13
• 1.1 引言10-11
• 1.2 碰摩轉(zhuǎn)子定子與靜子之間故障特征的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究意義11
• 1.3 本文內(nèi)容安排11-13
• 2 轉(zhuǎn)子碰摩系統(tǒng)中的穩(wěn)定性與非線性動力學(xué)行為分析方法13-23
• 2.1 穩(wěn)定性理論和穩(wěn)定性判據(jù)13-18
• 2.1.1 特征值判據(jù)13-14
• 2.1.2 Hofp理論和Floquet理論14-17
• 2.1.3 Hurwitz穩(wěn)定性準(zhǔn)則17-18
• 2.2 碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的摩擦和油膜影響問題及計算方法18-19
• 2.2.1 非線性碰摩18
• 2.2.2 龍格庫塔法18-19
• 2.3 碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)行為分析方法19-22
• 2.3.1 如何判斷周期解、擬周期解和混沌解19
• 2.3.2 分岔圖19
• 2.3.3 相圖和軸心軌跡圖19-20
• 2.3.4 Lyapunov指數(shù)圖20-21
• 2.3.5 龐加萊映射圖21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 3 Jeffcott分段光滑轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩動力學(xué)行為分析23-30
• 3.1 分段光滑系統(tǒng)模型和基本方程23-24
• 3.2 模型的平衡點(diǎn)分析24-27
• 3.3 Hopf分岔的判定27-28
• 3.4 模型在參數(shù)轉(zhuǎn)速比下數(shù)值模擬28-29
• 3.5 本章小結(jié)29-30
• 4 考慮重力的Jeffcott轉(zhuǎn)子碰摩系統(tǒng)的動力學(xué)行為研究及其控制30-42
• 4.1 模型和方程30-31
• 4.2 轉(zhuǎn)速比對系統(tǒng)分岔和混沌運(yùn)動的影響31-34
• 4.3 不同偏心量下的轉(zhuǎn)速比對系統(tǒng)分岔和混沌運(yùn)動的影響34-36
• 4.4 轉(zhuǎn)子與定子間間隙對系統(tǒng)分岔和混沌運(yùn)動的影響36-39
• 4.5 剛度比對系統(tǒng)分岔和混沌運(yùn)動的影響39-41
• 4.6 本章小結(jié)41-42
• 5 碰摩力和油膜力耦合碰摩故障的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的動力學(xué)行為及控制研究42-54
• 5.1 油膜力作用下的碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的力學(xué)模型42-45
• 5.2 系統(tǒng)參數(shù)變化對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動特性的影響45-50
• 5.2.1 不同油膜厚度下的轉(zhuǎn)速比的分岔圖45-47
• 5.2.2 定子剛度對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)特性的影響47-49
• 5.2.3 圓盤等效阻尼對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動特性的影響49-50
• 5.3 Washout-filter狀態(tài)反饋控制法50-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 6 總結(jié)與展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果59

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 叢蕊;馬銳;劉樹林;;非對稱油膜力作用下碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年21期

  本文關(guān)鍵詞：碰摩和油膜耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)行為與控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：286367