【摘要】：轉(zhuǎn)子耦合擺系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于航空動力裝置、礦業(yè)篩分機械和并聯(lián)機器人等高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備.但是對轉(zhuǎn)子耦合擺系統(tǒng)同步行為(穩(wěn)定相位差值)研究甚少,系統(tǒng)同步行為通常影響系統(tǒng)的工作執(zhí)行精度.基于這一特殊背景,提出了轉(zhuǎn)子與擺耦合系統(tǒng)的簡化物理模型.利用龐加萊法研究轉(zhuǎn)子耦合擺系統(tǒng)的同步問題,進一步揭示了該類系統(tǒng)同步現(xiàn)象的本質(zhì)機理.首先運用拉格朗日方程建立了轉(zhuǎn)子同向和反向旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)動力方程,隨后將系統(tǒng)動力方程轉(zhuǎn)換為無量綱方程.然后利用拉普拉斯法對無量綱方程解耦,計算出了系統(tǒng)各個自由度的近似穩(wěn)態(tài)響應(yīng)解.繼而采用龐加萊法導出了系統(tǒng)實現(xiàn)同步的平衡方程和穩(wěn)定準則.只有系統(tǒng)的物理參數(shù)同時滿足系統(tǒng)同步平衡方程和穩(wěn)定準則時,系統(tǒng)才能實現(xiàn)穩(wěn)定的同步行為.通過理論研究發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)的同步行為主要受彈簧剛度、擺桿安裝傾角和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的影響.同時系統(tǒng)同步"臨界點"會造成相位差角無解,導致系統(tǒng)動態(tài)特性表現(xiàn)為混沌.最后,使用計算機模擬驗證了理論計算的正確性,兩者的結(jié)果相符.
【作者單位】： 西南石油大學機電工程學院;中國石油大學(北京)地球科學學院;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:51074132) 四川省科技創(chuàng)新苗子工程重點項目(批準號:2016RZ0059)資助的課題~~
【分類號】：O347.6

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本文編號：2532246