学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

轴承—裂纹转子—机匣系统的非线性动力学特性研究

作　者: 董青田
导　师: 李银山
学　校: 河北工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 裂纹转子 油膜力 碰摩 分岔 混沌
分类号: TH113
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 185次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文就大型旋转机械中的裂纹转子系统非线性动力学特性做了大量的研究工作,其中主要针对裂纹转子时变刚度和非稳态油膜力以及转子与机匣的碰摩对裂纹转子非线性动力学特性的影响做了较为系统的理论研究和数值仿真,为转子系统安全运行和故障诊断提供了依据和参考。1.综述了裂纹转子动力学的工程背景、意义及研究现状,并介绍了非线性动力学和混沌的发展历程。2.对三种裂纹转子的数学模型:线性周期时变系统模型、非线性涡动模型、考虑转子圆盘倾角的非线性涡动模型进行了推导。3.考虑到裂纹转子的刚度是非线性时变量,建立了转子裂纹模型并进一步推导了裂纹转子系统动力学模型,并对动力学模型进行了无量纲化;通过数值仿真的方法,对转子系统裂纹在运行过程中的非线性行为进行了研究,分析了转速比和偏心量等参数对转子分叉混沌的影响,得到了该转子系统在某些有实际意义的参数领域内非线性响应的时程曲线、相图、轴心轨迹、庞加莱映射和幅值谱图等特性曲线,发现该系统存在混沌行为。4.非稳态油膜力是影响裂纹转子系统稳定性的重要原因之一。以短轴承非稳态油膜力和裂纹转子非线性刚度的耦合为基础,建立了轴承-裂纹转子系统的动力学模型,并对动力学模型进行了无量纲化;对轴承-裂纹转子系统由非稳态油膜力和非线性刚度耦合引起的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,得到了该系统随转速及偏心量参数变化发生的分岔和混沌特性,发现该类系统在运行过程中存在周期运动、概周期运动和混沌运动等丰富的非线性现象。5.裂纹转子和机匣之间的间隙越来越小,从而增大了裂纹转子和机匣之间碰摩的可能性。考虑到机匣与转子的碰摩、轴承的油膜力以及裂纹转子的非线性刚度建立了轴承—裂纹转子—机匣系统的动力学模型,并对动力学模型进行了无量纲化;分析了该系统的非线性动力学特性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-15
  §1-1 课题的工程背景及意义  8
  §1-2 转子动力学研究现状  8-10
  §1-3 非线性动力学与混沌  10-12
  §1-4 非线性转子动力学的基本理论  12-14
    1-4-1 Poincare影射  12
    1-4-2 分岔图  12-13
    1-4-3 频谱图  13
    1-4-4 转子系统的概周期运动与混沌运动  13-14
  §1-5 工作内容  14-15
第二章 裂纹转子的数学模型  15-24
  §2-1 引言  15
  §2-2 裂纹转子的数学模型  15-17
    2-2-1 线性周期时变系统模型  15-16
    2-2-2 非线性涡动模型  16-17
    2-2-3 考虑转子圆盘倾角的非线性涡动模型  17
  §2-3 裂纹轴的刚度模型及计算  17-22
    2-3-1 裂纹轴的刚度模型  17-19
    2-3-2 裂纹转子刚度的计算方法  19-22
  §2-4 开关函数  22-23
    2-4-1 方波模型  22
    2-4-2 余弦波模型  22
    2-4-3 Nelson 模型  22-23
  §2-5 本章小结  23-24
第三章 裂纹转子系统非线性动力学特性分析  24-34
  §3-1 引言  24
  §3-2 裂纹转子刚度模型  24-26
  §3-3 裂纹转子系统动力学模型  26-27
  §3-4 非线性动力学分析  27-33
    3-4-1 转速比对转子稳定性的影响  27-32
    3-4-2 偏心量对转子稳定性的影响  32-33
  §3-5 结论  33-34
第四章 裂纹转子—轴承系统非线性动力学特性分析  34-45
  §4-1 引言  34
  §4-2 油膜力模型  34-36
  §4-3 轴承—裂纹转子系统动力学模型  36-38
  §4-4 非线性动力学分析  38-44
  §4-5 结论  44-45
第五章 轴承—裂纹转子—机匣系统的非线性动力学分析  45-58
  §5-1 引言  45
  §5-2 碰摩力模型  45-46
  §5-3 轴承—裂纹转子—机匣系统动力学模型  46-49
  §5-4 非线性动力学分析  49-57
    5-4-1 转速对转子稳定性的影响  49-53
    5-4-2 偏心量对转子稳定性的影响  53-57
  §5-5 结论  57-58
第六章 结论与展望  58-59
参考文献  59-65
致谢  65-66
攻读学位期间所取得的相关科研成果  66

相似论文

  1. 准四足被动行走机器人的动力学仿真研究,TP242.6
  2. 关于混沌系统同步控制方面的研究,O415.5
  3. 低压电力线载波通信可靠性研究,TM73
  4. 混沌振子多进制调制解调技术研究,TN915.05
  5. 具有时滞捕捞项和基于比率的食饵—捕食者模型研究,O175
  6. 数学、耗散结构及混沌中的“系统”与“非系统”差异研究,O415.5
  7. 延迟混沌系统的同步研究及其电路实现,O415.5
  8. 中高速单体船流体动力学性能和结构特性综合优化研究,U661.3
  9. OFDM系统中选择性映射降低峰均比的研究,TN919.3
  10. 基于混沌映射与FrFT的单通道彩色图像加密算法,TP309.7
  11. 基于optisystem的光混沌保密通信系统的研究,O415.5
  12. 基于混沌和分形的两类图像处理算法,TP391.41
  13. 基于FFT的混沌短期负荷预测方法的改进研究,TM715
  14. 双柔性结构梁的碰撞运动的分岔及其控制,TB122
  15. 基于人工鱼群算法的Lanchester方程微分对策问题的研究,O225
  16. 几种典型分数阶超混沌系统的同步控制,O231
  17. 混沌系统的同步方法研究,O415.5
  18. 几种数字混沌密码系统的分析研究,O415.5
  19. 含风电场区域电网电压分岔理论的研究,TM712
  20. 基于寄存器的混沌保密通信和噪声分析,TN918
  21. 基于混沌系统的数字图像水印算法研究,TP309.7

中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械学（机械设计基础理论） > 机械动力学
© 2012 www.xueweilunwen.com