多故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性動力學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件，研究其故障狀態(tài)下的非線性行為和動力學(xué)特性對理解、控制轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障有深遠(yuǎn)意義。本文從理論仿真上研究了裂紋、碰摩、油膜失穩(wěn)單故障以及多種故障同時存在的情況，在考慮裂紋時變剛度、碰摩力、非線性油膜力的基礎(chǔ)上，建立了剛性支承和油膜支承的轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型，采用龍格庫塔法（Runge-Kutta）求解系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)，討論參數(shù)變化對系統(tǒng)非線性行為和動力學(xué)特性的影響，并分析了裂紋、碰摩、油膜失穩(wěn)之間的相互作用。在實(shí)驗(yàn)研

2、究方面，進(jìn)行了剛性支承和油膜支承下的多故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，與理論仿真結(jié)果有較好的對應(yīng)。通過理論和實(shí)驗(yàn)研究，得到了一些有價值的結(jié)論，為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)計和工程實(shí)踐應(yīng)用提供了重要參考。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以剛性支承的Jeffcott轉(zhuǎn)子為研究對象，建立了裂紋故障、碰摩故障以及裂紋-碰摩雙故障的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型，采用Runge-Kutta方法進(jìn)行求解，討論了裂紋深度、動靜剛度比、不平衡對系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)的影響；⑵以油膜支承的雙圓盤轉(zhuǎn)子為研究對

3、象，在考慮裂紋時變剛度和非線性油膜力的基礎(chǔ)上，建立了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)模型，使用Runge-Kutta法求解，結(jié)合分岔圖、頻譜圖、Poincaré截面圖和三維譜圖等分析了系統(tǒng)的分岔行為和動力學(xué)響應(yīng)，得到裂紋和油膜失穩(wěn)之間的作用規(guī)律；⑶以油膜支承的多故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象，基于裂紋時變剛度、碰摩力、非線性油膜力，建立油膜支承下含裂紋-碰摩故障的轉(zhuǎn)子模型，通過數(shù)值方法求解系統(tǒng)響應(yīng)，借助分岔圖、最大 Lyapunov指數(shù)（LLE）、頻譜圖、Po