旋轉(zhuǎn)機(jī)械是工業(yè)部門(mén)中應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)機(jī)械設(shè)備,轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件,在工業(yè)各個(gè)重要領(lǐng)域發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。為滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展的需求,旋轉(zhuǎn)機(jī)械向著高速、復(fù)雜的方向發(fā)展,其非線性動(dòng)力學(xué)行為變得十分復(fù)雜。傳統(tǒng)的將轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)簡(jiǎn)化為少數(shù)幾個(gè)集中質(zhì)量的模型的處理方法已不再適用。基于此,本文討論了實(shí)際軸承—復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分析方法并分析了其動(dòng)力學(xué)行為。首先,采用有限元方法建立了剛性支承—滑動(dòng)軸承—轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力系統(tǒng)和彈性支承—滑動(dòng)軸承—轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力系統(tǒng)的有限元模型。然后,針對(duì)轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的局部非線性特點(diǎn)基于固定界面部件模態(tài)綜合法對(duì)非線性振動(dòng)方程降維,使剛性支承系統(tǒng)自由度數(shù)由原來(lái)的60個(gè)降到12個(gè),彈性支承系統(tǒng)由64個(gè)降到16個(gè)。降維之后,利用Newmark方法對(duì)降維系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值求解,分析了軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)隨不同參數(shù)變化而出現(xiàn)的非線性動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象,結(jié)果表明:系統(tǒng)存在豐富的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為;相似結(jié)構(gòu)的分岔類(lèi)型基本一致,但隨著圓盤(pán)質(zhì)量的增加分岔提前,失穩(wěn)轉(zhuǎn)速隨之降低;適當(dāng)剛度的彈性支承的加入,能有效地提高系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

彈性支承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

對(duì)前面的滑動(dòng)軸承一轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，在其軸承和固定機(jī)架之間加上彈性支承和阻尼，彈性支承剛度系數(shù)為k，阻尼系數(shù)為。，軸承質(zhì)量為m0，圖3.4為其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，有限元計(jì)算模型如圖3.5所示。二二 二開(kāi)開(kāi)行行圖3.4彈性支承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖3.5彈性支承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型為建立彈性支承一滑動(dòng)軸承一轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程將此系統(tǒng)劃分為兩個(gè)子結(jié)構(gòu)。子結(jié)構(gòu)A由彈性軸段和轉(zhuǎn)盤(pán)組成，見(jiàn)圖3.6;子結(jié)構(gòu)B由彈性支承和等效軸承質(zhì)量組成，見(jiàn)圖3.7。圖3.6子結(jié)構(gòu)A圖3.7子結(jié)構(gòu)B子結(jié)構(gòu)A的運(yùn)動(dòng)微分方程在上節(jié)已經(jīng)詳述。子結(jié)構(gòu)B的運(yùn)動(dòng)微分方程為:m0無(wú)+改+欣=0根據(jù)子結(jié)構(gòu)A與子結(jié)構(gòu)B之間界面自由度的協(xié)調(diào)性(子結(jié)構(gòu)A與子結(jié)構(gòu)B之間由同一非線性氣膜力相聯(lián)系)，可將子結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程綜合成整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程。3.4氣浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)降維分析本文采用固定界面模態(tài)綜合法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行降維處理。其主要思想是將系統(tǒng)的自由度劃分為線性及非線性自由度，依此對(duì)質(zhì)量陣、剛度陣、阻尼陣作相應(yīng)的分塊處理，并將非線性自由度定義為界面自由度，線性自由度定義為內(nèi)部自由度，

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文1.關(guān)于轉(zhuǎn)速的計(jì)算結(jié)果圖4.3.1為軸頸中心在y方向關(guān)于轉(zhuǎn)速的分岔圖。從分岔圖可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，系統(tǒng)存在豐富的動(dòng)力學(xué)行為。圖4.3.1關(guān)于轉(zhuǎn)速的分岔圖當(dāng)轉(zhuǎn)速幾二12000r/inin時(shí)軸頸中心軌跡為一個(gè)橢圓，龐加萊映射圖為一個(gè)孤立點(diǎn)，幅值譜圖上只有一條離散譜線，見(jiàn)圖4.3.2。此時(shí)轉(zhuǎn)子的不平衡力對(duì)系統(tǒng)的作用處于主導(dǎo)地位，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作周期運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)為工頻振動(dòng)，窩動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相等，即轉(zhuǎn)子作同步渦動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)速的升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到幾=14100;/min時(shí)，在非線性氣膜力的作用下，轉(zhuǎn)子同步振動(dòng)開(kāi)始倍周期分岔，出現(xiàn)了2周期運(yùn)動(dòng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3045045