【摘要】： 大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)中的關(guān)鍵設(shè)備，而眾多非線性激勵(lì)因素又是 大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的關(guān)鍵因素。近二十余年來，非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)一直是國際學(xué) 術(shù)界和工程界關(guān)心的前沿和熱點(diǎn)。然而，非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)在理論、方法和應(yīng) 用方面尚有許多問題待解決，如①綜合非線性因素作用下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性動(dòng) 力學(xué)機(jī)理；②大系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的計(jì)算方法；③轉(zhuǎn)子大系統(tǒng)異常故障振動(dòng)的非線 性治理方法等問題。本文針對(duì)這三個(gè)問題取得了以下具體研究成果： (1) 從八個(gè)方面綜述了現(xiàn)代非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究現(xiàn)狀和存在問題。 (2) 建立了一個(gè)4DOF單跨彈性轉(zhuǎn)子在非線性油膜力、非線性內(nèi)阻力和非線 性彈性力作用下的非線性動(dòng)力學(xué)模型，提出了求周期解的數(shù)值計(jì)算方法，以及 計(jì)算周期解周期數(shù)及分岔點(diǎn)的算法。發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)子通過油膜失穩(wěn)進(jìn)入倍周期運(yùn)動(dòng) 時(shí)，由于非線性內(nèi)阻力作用，還會(huì)發(fā)生概周期分岔形式的二次分岔，產(chǎn)生約1/6 倍工頻的低頻運(yùn)動(dòng)。 (3) 提出了轉(zhuǎn)子大系統(tǒng)的理論建模準(zhǔn)則，考慮非線性油膜力、聯(lián)軸節(jié)剛度及 標(biāo)高等因素的影響，建立了一個(gè)16DOF兩跨四盤四支撐不平衡彈性轉(zhuǎn)子模型， 并提出了大型汽輪發(fā)電機(jī)組全軸系的48DOF理論模型，建立了考慮陀螺效應(yīng)時(shí) 的復(fù)數(shù)形式的非線性動(dòng)力學(xué)模型。 (4) 針對(duì)求復(fù)數(shù)ODE 周期解及穩(wěn)定性分析，討論了復(fù)數(shù)打靶法和Floquet 理論的應(yīng)用問題，證明了復(fù)數(shù)ODE與實(shí)數(shù)ODE 對(duì)應(yīng)Jacobian和單值矩陣的關(guān) 系。將復(fù)數(shù)打靶法應(yīng)用于16DOF兩跨轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)軸系中特有的 非線性動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了軸系失穩(wěn)時(shí)存在的雙低頻現(xiàn)象。研究了 軸系不平衡量、聯(lián)軸節(jié)剛度及軸承標(biāo)高變化對(duì)軸系失穩(wěn)特性的影響。 (5) 對(duì)求解高維非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的一種半解析半數(shù)值方法——坐標(biāo)平面 投影法（CPP）進(jìn)行了初步探討，通過對(duì)Lorenz和Rossler混沌系統(tǒng)的奇點(diǎn)穩(wěn)定 性分析發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用CPP可以從降維系統(tǒng)的奇點(diǎn)性態(tài)得到整體系統(tǒng)的部分性態(tài)， 從理論上證明了降維系統(tǒng)奇點(diǎn)集與原系統(tǒng)奇點(diǎn)集的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)這兩種混沌系統(tǒng) 中的奇怪吸引子為“鞍—結(jié)—焦”型奇怪吸引子。 (6) 考慮非線性油膜力的影響，提出了高速轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的非線性傳遞函數(shù) 法。實(shí)驗(yàn)證明，該方法能夠較準(zhǔn)確地得到加重質(zhì)量的幅值和相位，且簡單易行。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：O322
【圖文】：

2.3 非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方程2.3.1 圓盤動(dòng)力學(xué)方程圓盤受力如圖2 2所示。圖中符號(hào)含義為：FkX、FkY——線性彈性恢復(fù)力分量；FcX、FcY——粘性外阻力分量；FsX、FsY——非線性恢復(fù)力分量；FiX、FiY——非線性內(nèi)阻力分量。由達(dá)朗貝爾原理可建立圓盤質(zhì)心動(dòng)力學(xué)方程：

2.3 非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方程2.3.1 圓盤動(dòng)力學(xué)方程圓盤受力如圖2 2所示。圖中符號(hào)含義為：FkX、FkY——線性彈性恢復(fù)力分量；FcX、FcY——粘性外阻力分量；FsX、FsY——非線性恢復(fù)力分量；FiX、FiY——非線性內(nèi)阻力分量。由達(dá)朗貝爾原理可建立圓盤質(zhì)心動(dòng)力學(xué)方程：

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本文編號(hào)：2720642