機(jī)車牽引電機(jī)滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性特性研究.pdf

1、混沌現(xiàn)象是非線性系統(tǒng)的共同屬性，混沌導(dǎo)致的振蕩和不規(guī)則運(yùn)動(dòng)會(huì)使機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生故障，因此在設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的過程中應(yīng)盡量抑制或消除混沌現(xiàn)象的產(chǎn)生。隨著非線性理論的發(fā)展和完善，人們對轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)問題的研究越來越多，但人們對機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的研究卻很少。機(jī)車牽引電機(jī)是機(jī)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，機(jī)車運(yùn)行時(shí)牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子的受力情況極為復(fù)雜，其運(yùn)行的穩(wěn)定性嚴(yán)重影響著機(jī)車行駛的安全性。隨著我國鐵路行業(yè)逐漸向高速化的方向發(fā)展，機(jī)車牽引電機(jī)的牽引問題也越來

2、越受到國內(nèi)的重視，因此研究機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子的非線性問題對我國鐵路行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
　　本文針對機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，根據(jù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的受力情況，綜合考慮了滾動(dòng)軸承非線性赫茲接觸力、轉(zhuǎn)子不平衡力、碰摩故障和電機(jī)牽引特性等因素，建立了滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)模型。應(yīng)用龍格庫塔法求解了系統(tǒng)的非線性響應(yīng)，利用分岔圖、相平面圖、時(shí)間歷程圖、頻譜圖、Poincare截面圖、軸心軌跡圖等方法分析了系統(tǒng)的非線性振動(dòng)特性，發(fā)現(xiàn)了系

3、統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在周期運(yùn)動(dòng)、擬周期運(yùn)動(dòng)、混沌運(yùn)動(dòng)等狀態(tài)，探討了轉(zhuǎn)速、偏心距、軸承徑向間隙等參數(shù)對系統(tǒng)非線性振動(dòng)特性的影響，為機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)研究提供了理論依據(jù)。
　　利用Floquet理論分析了牽引電機(jī)滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)周期運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)失穩(wěn)的三種方式，即鞍結(jié)分岔、倍周期分岔和Naimark-Sacker分岔，揭示了機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)的情況。最后討論了阻尼對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，研究發(fā)現(xiàn)，阻尼