軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)自激振動及油膜力計算方法研究.pdf

1、本文針對軸承·轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的自激振動、滑動軸承油膜熱效應(yīng)、非線性油膜力的數(shù)據(jù)庫方法等方面進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下： 以平衡柔性轉(zhuǎn)子·軸承系統(tǒng)為對象，采用長軸承油膜力建立其非線性模型。運(yùn)用延續(xù)算法結(jié)合打靶法，計算跟蹤系統(tǒng)的平衡點(diǎn)及周期解支，用Floquet理論對周期解穩(wěn)定性進(jìn)行分析，進(jìn)而研究系統(tǒng)的Hopf分叉及Hopf分叉后系統(tǒng)的動力學(xué)行為。計算結(jié)果顯示系統(tǒng)在一定參數(shù)下發(fā)生亞臨界Hopf分叉。通過持續(xù)追蹤周期解頻率變化并與失穩(wěn)模態(tài)頻率

2、進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)呈現(xiàn)自激鎖相的特征，從而分析了非線性油膜力自激源對系統(tǒng)的作用機(jī)理。運(yùn)用Poincare映射、分叉圖、及Lyapnov指數(shù)對周期解分叉、混沌及進(jìn)入和脫離混沌的過程進(jìn)行了分析。 采用偽弧長算法對平衡軸承．轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對平衡點(diǎn)解及Hopf分叉后發(fā)生的周期解進(jìn)行跟蹤計算，偽弧長算法以解支弧長為延續(xù)參數(shù)，可以通過過解支中的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，求解出轉(zhuǎn)速負(fù)方向的不穩(wěn)定解支。計算結(jié)果顯示一定系統(tǒng)參數(shù)下系統(tǒng)發(fā)生亞臨界Hopf分叉，亞臨界Hop

3、f分叉導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生跳躍、遲滯現(xiàn)象。接下來分析了相同系統(tǒng)參數(shù)下不同不平衡偏心的不平衡軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)同步周期解在發(fā)生準(zhǔn)周期分叉情況下也出現(xiàn)了跳躍、遲滯現(xiàn)象，由此可見轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中一些跳躍、遲滯現(xiàn)象是與其平衡系統(tǒng)的亞臨界Hopf分又有關(guān)系的。 采用有限元方法同時求解Reynolds方程和能量方程得到考慮油膜熱效應(yīng)的非線性油膜力，以不考慮熱效應(yīng)的等溫情況為對比分析了油膜熱效應(yīng)對滑動軸承非線性動力學(xué)特性的影響，分析結(jié)果顯示考慮熱效應(yīng)

4、時不平衡響應(yīng)的軸心的運(yùn)動范圍大于等溫情況下的軸心運(yùn)動范圍，油膜熱效應(yīng)對軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力特性的這種影響隨不平衡量的增大而增大。此外采用熱量平衡法確定的平均溫度作為油膜溫度進(jìn)行等溫的軸承非線性瞬態(tài)分析可以減小忽略軸承熱效應(yīng)所帶來的誤差。用軸承平均溫度作為等溫情況運(yùn)動瞬態(tài)分析的油膜溫度是可提高分析準(zhǔn)確度的有效方法。 運(yùn)用狀態(tài)空間Poincare變換，利用有限元方法建立了固定瓦徑向滑動軸承的非線性油膜力數(shù)據(jù)庫并以此為基礎(chǔ)建立非線性油膜