現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步使得旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)正日益向著高轉(zhuǎn)速、輕型化方向發(fā)展,與此同時(shí),對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性、穩(wěn)定性以及可靠性也提出了更高的要求。現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論的發(fā)展與運(yùn)用,使得轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)尤其是對(duì)高速轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)行為的研究成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的熱門研究課題之一。氣浮軸承是利用氣體作為運(yùn)動(dòng)副潤(rùn)滑劑的一種新型軸承。由于氣體的粘度小,與其它軸承相比,具有低摩擦、無(wú)磨損、無(wú)污染、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、回轉(zhuǎn)精度高和軸承的精度保持性好等特點(diǎn),在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中具有很大的優(yōu)越性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性,在國(guó)防、兵工及動(dòng)力等行業(yè)正得到日益廣泛的應(yīng)用。 本文應(yīng)用現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論研究了氣浮軸承支持的高速?gòu)椥赞D(zhuǎn)子系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為。論文的主要工作為: 首先,推導(dǎo)出氣浮短軸承氣膜力的解析式,利用該表達(dá)式建立了氣浮軸承支撐彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,在原系統(tǒng)無(wú)量綱模型的基礎(chǔ)上,采用Lyapunov第一方法,分析了系統(tǒng)在平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。 其次,對(duì)原系統(tǒng)作了進(jìn)一步無(wú)量綱化,采用龍格—庫(kù)塔算法來(lái)求解系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程,考察了系統(tǒng)隨轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心以及綜合參數(shù)等變化的非線性動(dòng)力學(xué)特性,作出了系統(tǒng)響應(yīng)關(guān)于各參數(shù)的分岔圖,并畫(huà)出了相圖、Poincare截面,幅值譜圖、分岔圖等數(shù)值模擬圖,結(jié)果顯示系統(tǒng)中存在豐富的周期運(yùn)動(dòng)、混沌運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜非線性現(xiàn)象。 第三,對(duì)原有系統(tǒng)實(shí)施位移反饋控制,研究了系統(tǒng)在弱控制下的非線性動(dòng)力學(xué)特性,分析了該控制法的強(qiáng)弱程度對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。結(jié)果表明這種控制方法可以將混沌、概周期以及高倍周期運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為同步周期運(yùn)動(dòng)。 最后,總結(jié)了本文所做的主要工作,同時(shí)指出了存在的問(wèn)題以及今后工作的發(fā)展趨勢(shì)。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TH133.35
【部分圖文】：

分析系統(tǒng)隨激勵(lì)頻率變化所表現(xiàn)出來(lái)的非線性動(dòng)力學(xué)行為。設(shè)轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的基本無(wú)量綱參數(shù):b二0.1，q=3.5，，二100，有量綱參數(shù):c=3、10一，m，k， =5.6、107N/m，碼一10.skg，伙=3kg。圖4.1是在上述給定參數(shù)下轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)響應(yīng)Xl、Yl隨激勵(lì)頻率。變化的分岔圖。從圖中可以看出，對(duì)于系統(tǒng)響應(yīng)Xl，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較低時(shí)，氣膜力起主導(dǎo)作用，由于質(zhì)量偏心所引起的離心力相比較而言較弱，系統(tǒng)響應(yīng)呈現(xiàn)P一1解，其區(qū)間為(5000，21500)r/mln，隨后在區(qū)間(21500

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文出無(wú)量綱質(zhì)量偏心對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性有著非常大的影響。分析圖4.14可知，當(dāng)質(zhì)量偏心非常小時(shí)，由于質(zhì)量偏心引起的離心力較小，系統(tǒng)響應(yīng)呈現(xiàn)混沌運(yùn)動(dòng);當(dāng)質(zhì)量偏心較大時(shí)，質(zhì)量偏心引起的離心力也較大，此時(shí)離心力在系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用，系統(tǒng)將以周期運(yùn)動(dòng)為主;而當(dāng)質(zhì)量偏心超過(guò)一定范圍時(shí)，此時(shí)由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力相對(duì)于氣膜力而言將會(huì)非常大，從而系統(tǒng)有將呈現(xiàn)混沌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。}·“}O_5O_4《〕二3O_2(〕，OO霎舉臀 020_3Ot遙冬O巴5圖4.14系統(tǒng)響應(yīng)Xl隨無(wú)量綱質(zhì)量偏心b變化的分岔圖4.3綜合參數(shù)。對(duì)轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)響應(yīng)的影響二。____一』。。。既‘川

轉(zhuǎn)變?yōu)槿芷谶\(yùn)動(dòng)，進(jìn)而又很快的進(jìn)入同步周期運(yùn)動(dòng)(。二65)，隨后在。二127時(shí)系統(tǒng)發(fā)生H叩f分岔轉(zhuǎn)變?yōu)槎芷谶\(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性基本上呈現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài)。圖4.15(c)為Q二60000r/min時(shí)的分岔圖，與圖4.15偽)相比較，由同步周期運(yùn)動(dòng)經(jīng)Hopf分岔轉(zhuǎn)變?yōu)槎芷谶\(yùn)動(dòng)的閥值明顯變小為。=33.5，并且在o=n5.5處發(fā)生倍周期分岔直至混沌運(yùn)動(dòng)，處于混沌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的。存在區(qū)間較大。圖4.15(u)為。=90O00r/min時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)關(guān)于綜合參數(shù)0的分岔圖，從圖中可以看出，此時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)行為隨。的變化呈現(xiàn)出非常復(fù)雜的狀態(tài)和無(wú)規(guī)律的變化，大致為:混沌運(yùn)動(dòng)過(guò)程令周期運(yùn)動(dòng)過(guò)程令概周期運(yùn)動(dòng)和高周期運(yùn)動(dòng)交替過(guò)程今混沌運(yùn)動(dòng)過(guò)程
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 郭永紅;數(shù)控車床靜壓氣體軸承主軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模及靜特性研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2867150