單雙跨電磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、本文以經(jīng)典的Jeffcott轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型為基礎(chǔ)，在綜合考慮電磁力、碰摩力及裂紋力等強(qiáng)非線性因素的影響下，分別建立了單跨及雙跨電磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型，在研究單跨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)時(shí)還考慮了輔助軸承對(duì)系統(tǒng)的支撐力，結(jié)合轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)及牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程并對(duì)其進(jìn)行無(wú)量綱化處理，運(yùn)用四階龍格庫(kù)塔數(shù)值積分法對(duì)方程進(jìn)行了數(shù)值積分計(jì)算，綜合運(yùn)用三維分岔圖、平面雙參數(shù)圖、分岔圖、軸心軌跡圖及龐加萊截面映射圖對(duì)各個(gè)系統(tǒng)參數(shù)下的非線性動(dòng)力學(xué)特性和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)

2、行了分析及判定，并且對(duì)比分析了轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生裂紋前后系統(tǒng)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響規(guī)律，定量地確定了系統(tǒng)在特定參數(shù)下運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生改變的臨界參數(shù)點(diǎn)，得到了系統(tǒng)的周期運(yùn)動(dòng)、概周期運(yùn)動(dòng)及混沌運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速區(qū)間，以期為此類(lèi)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的參數(shù)匹配、故障預(yù)判及診斷提供參考。研究結(jié)果表明，對(duì)于單跨的電磁輔助軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)而言，為了能獲得寬而穩(wěn)定的工作轉(zhuǎn)速區(qū)間，剛度比K取值應(yīng)該在1.53.5之間，間隙比d0取值在0.68-0.9之間時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)。當(dāng)系統(tǒng)的偏

3、心量增大時(shí)系統(tǒng)在w02之間的轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性變差，在條件允許下應(yīng)該盡可能使偏心量減小。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)裂紋時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的變化主要集中出現(xiàn)在02.5之間的轉(zhuǎn)速區(qū)間，裂紋的產(chǎn)生導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)中混沌、概周期運(yùn)動(dòng)區(qū)域增大，周期性運(yùn)動(dòng)主要夾雜在概周期運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)且出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速區(qū)間較窄，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性下降，同時(shí)裂紋導(dǎo)致轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的啟動(dòng)特性變差。在雙跨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)主要經(jīng)歷了周期1-混沌運(yùn)動(dòng)-周期運(yùn)動(dòng)-概周期運(yùn)動(dòng)—周期1運(yùn)動(dòng)幾種形式，