本文關(guān)鍵詞：衛(wèi)星陀螺儀滾動(dòng)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動(dòng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：陀螺儀是構(gòu)成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心器件,其性能在很大程度上依賴于陀螺儀滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的性能。隨著衛(wèi)星技術(shù)的迅猛發(fā)展,陀螺儀轉(zhuǎn)子系統(tǒng)正朝著高轉(zhuǎn)速、輕質(zhì)量等方向發(fā)展。這種設(shè)計(jì)要求成為陀螺儀轉(zhuǎn)子系統(tǒng)頻發(fā)各種失穩(wěn)現(xiàn)象的關(guān)鍵因素。由于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的強(qiáng)非線性和復(fù)雜性,早期線性化理論和方法已不能滿足現(xiàn)代轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析。開(kāi)展陀螺儀轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性振動(dòng)研究具有重大的理論意義及工程應(yīng)用價(jià)值。本文以衛(wèi)星陀螺儀滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象,首先基于滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及赫茲彈性接觸理論和彈性流體潤(rùn)滑理論,建立了考慮非線性軸承力和油膜影響的陀螺儀滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)分析模型,采用Runge-Kutta算法求解系統(tǒng)在不同參數(shù)時(shí)的分岔圖、Poincaré圖、頻譜圖、相圖和軸心軌跡,分析了不同參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動(dòng)的影響,并依據(jù)系統(tǒng)的最大Lyapunov指數(shù)進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的非線性特性。研究表明,隨著轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的變化,系統(tǒng)的響應(yīng)中表現(xiàn)出豐富的周期和非周期(擬周期或混沌)振動(dòng),并且存在倍周期分岔和擬周期分岔的現(xiàn)象。因此,選擇合理的參數(shù),如轉(zhuǎn)速、阻尼、徑向游隙、滾動(dòng)體數(shù)、徑向力等,可有效地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其次建立了含表面波紋度的滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型,分別研究滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈滾道的波紋度在不同幅值與波數(shù)時(shí),以及轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速情況下系統(tǒng)的非線性振動(dòng)特性。研究表明,隨著波紋度波數(shù)的不斷增加,系統(tǒng)的振動(dòng)強(qiáng)度也隨之增大,且當(dāng)波數(shù)與滾動(dòng)體數(shù)目相同時(shí),系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重振動(dòng)�？紤]外滾道表面波紋度的影響時(shí),系統(tǒng)主要通過(guò)倍周期分岔進(jìn)入混沌�？紤]內(nèi)滾道表面波紋度的影響時(shí),轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)頻率與波數(shù)和滾動(dòng)體數(shù)之間存在函數(shù)關(guān)系。綜合考慮內(nèi)、外圈滾道波紋度的影響時(shí),隨著轉(zhuǎn)速的不斷升高,系統(tǒng)表現(xiàn)出擬周期響應(yīng)和混沌運(yùn)動(dòng),主要通過(guò)擬周期分岔進(jìn)入混沌。最后采用自制的試驗(yàn)裝置,進(jìn)行徑向力與系統(tǒng)固有頻率關(guān)系的試驗(yàn),驗(yàn)證了所建立動(dòng)力學(xué)分析模型的準(zhǔn)確性。由試驗(yàn)獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析數(shù)據(jù)可知,隨著徑向力的增大,系統(tǒng)固有頻率逐漸增大,且徑向力越大,試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析數(shù)據(jù)吻合得越好。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星陀螺儀 滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 非線性振動(dòng) 表面波紋度 混沌
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究的背景及應(yīng)用價(jià)值9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動(dòng)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 陀螺儀轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其非線性振動(dòng)分析的理論基礎(chǔ)15-23
• 2.1 陀螺儀轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)15-16
• 2.2 赫茲接觸理論16-17
• 2.3 彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論17-18
• 2.4 非線性振動(dòng)的基本理論18-23
• 2.4.1 分岔與混沌18-20
• 2.4.2 混沌振動(dòng)的分析方法20-22
• 2.4.3 通往混沌的途徑22-23
• 第3章 衛(wèi)星陀螺儀轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性振動(dòng)特性分析23-49
• 3.1 引言23
• 3.2 滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型23-30
• 3.2.1 滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)學(xué)分析23-25
• 3.2.2 滾動(dòng)軸承的剛度25-28
• 3.2.3 非線性接觸力的計(jì)算28-30
• 3.2.4 滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程30
• 3.3 陀螺儀轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動(dòng)分析30-48
• 3.3.1 轉(zhuǎn)速對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響32-37
• 3.3.2 阻尼對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響37-40
• 3.3.3 游隙對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響40-43
• 3.3.4 滾動(dòng)體數(shù)目對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響43-44
• 3.3.5 徑向力對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響44-47
• 3.3.6 潤(rùn)滑油對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 考慮滾道表面波紋度對(duì)陀螺儀滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動(dòng)的影響49-63
• 4.1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型49-51
• 4.1.1 考慮表面波紋度的滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型49-51
• 4.1.2 非線性Hertz接觸力51
• 4.1.3 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)微分方程51
• 4.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動(dòng)分析51-61
• 4.2.1 外滾道波紋度對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響52-57
• 4.2.3 內(nèi)滾道波紋度對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響57-59
• 4.2.4 綜合考慮內(nèi)、外圈滾道波紋度對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響59-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 第5章 徑向力與滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)固有頻率關(guān)系的試驗(yàn)63-71
• 5.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>63
• 5.2 軸承徑向力測(cè)試裝置63-65
• 5.3 試驗(yàn)方案65-66
• 5.3.1 獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方案65-66
• 5.3.2 獲取理論分析數(shù)據(jù)的方案66
• 5.4 試驗(yàn)的結(jié)果與分析66-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 第6章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 梁明軒;袁惠群;;滾動(dòng)軸承-柔性碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析[J];動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào);2013年02期

2 鄧四二;王燕霜;李新寧;;軸承預(yù)緊力與系統(tǒng)固有頻率關(guān)系的試驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2010年08期

3 東亞斌;廖明夫;;具有局部故障的滾動(dòng)軸承的動(dòng)力學(xué)分析(Ⅱ)內(nèi)圈具有單一局部故障[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2012年05期

4 楊紹清,章新華,趙長(zhǎng)安;一種最大李雅普諾夫指數(shù)估計(jì)的穩(wěn)健算法[J];物理學(xué)報(bào);2000年04期

5 東亞斌;廖明夫;張小龍;;具有局部故障滾動(dòng)軸承的振動(dòng)分析(Ⅰ)外圈具有單一局部故障[J];西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年01期

6 陳果;;滾動(dòng)軸承支承下的不平衡轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力響應(yīng)分析[J];中國(guó)機(jī)械工程;2007年23期

7 韓寶財(cái);唐六丁;鄧四二;李云龍;;轉(zhuǎn)子—滾動(dòng)軸承系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)分析[J];噪聲與振動(dòng)控制;2008年04期

8 顧曉輝;楊紹普;劉永強(qiáng);廖英英;;表面波紋度對(duì)滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動(dòng)的影響[J];振動(dòng)與沖擊;2014年08期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張耀強(qiáng);陀螺儀轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力特性及穩(wěn)定性分析[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 唐云冰;航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速滾動(dòng)軸承力學(xué)特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2005年

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本文編號(hào)：508021