非线性油膜力作用下的碰摩转子系统动力学分析

转⼦系统的⾮线性动⼒学分析（⼋）轴承—转⼦系统的⾮线性研究⽅法主要有理论分析法和实验验证法。

理论分析法主要包括理论研究和数值计算两个⽅⾯，理论分析法和实验验证法已经被⼴泛应⽤到了轴承—转⼦系统的⾮线性分析中，下⾯将分别从理论分析、数值计算和实验研究三个⽅⾯阐述轴承—转⼦系统⾮线性分析的研究现状。

轴承—转⼦系统的理论分析理论分析⼀直是轴承—转⼦系统⾮线性研究的基础，由于多⾃由度⾮线性微分⽅程的复杂性特点，在⾮线性动⼒学理论中还没有适⽤于求解⾼维⾮线性转⼦系统动⼒学⽅程的通⽤解析⽅法。

为揭⽰轴承—转⼦系统的⾮线性特性，许多专家针对⾮线性微分⽅程提出了⼀些近似的解析⽅法，如多尺度法、摄动法和平均法等。

随着对⾮线性理论的逐渐深⼊研究，⼀些新的⽅法如⼴义谐波平衡法、⼴义平均法等被⽤来求解多⾃由度强⾮线性系统。

上世纪年代后国外学者开始研究轴承—转⼦系统的⾮线性动⼒学特性，和在轴承—转⼦系统的稳定性研究⽅⾯做了⼤量⼯作。

等⼈则采⽤多尺度法分析了转⼦系统在基于长轴承和短轴承假设下的弱⾮线性运动，研究了在平衡点失稳后系统的超临界和亚临界分岔。

研究了在⾮线性弹簧⽀承下的刚性转⼦的动⼒学响应，发现在相邻的次谐波响应区域之间的动⼒学响应具有混沌特性。

分别基于长轴承和短轴承油膜⼒模型研究了两⾃由度的具有刚度对称特性的转⼦系统在失稳点附近的分岔⾏为。

和计算了转⼦—轴承系统在混沌运动时的关联维问题。

和采⽤分岔理论分析了考虑湍流哈尔滨⼯业⼤学⼯学博⼠学位论⽂效应影响的滑动轴承—刚性转⼦的稳态响应。

和采⽤谐波平衡法求解了基于⾮线性油膜⼒模型下的刚性转⼦动⼒学响应，并给出了转⼦系统的稳定域和发⽣混沌时的不平衡条件。

国内的专家学者⾃上世纪年代后在转⼦动⼒学的⾮线性研究⽅⾯开展了⼤量研究⼯作。

孟泉和陈予恕采⽤奇异性理论和中⼼流形研究了基于短轴承⽀承下的刚性转⼦—轴承系统的分岔特性研究，并对参数范围较宽的分岔⾏为进⾏了深⼊研究，指出刚性转⼦系统具有倍周期分岔和分岔。

多自由度碰磨转子系统非线性动力学特性分析于海;陈予恕;曹庆杰【摘要】Rubbing fault is an often occurred complex high-dimensional nonlinear problem in large rotating machinery system .In this paper , a rotor system of an aero engine was modeled into an eight degree of freedom nonlinear system with gyroscopic moment effect using La-grange method.The investigations to the modeled system showed the nonlinear rubbing fault characteristics .This high dimensional nonlinear system could be reduced into a two degree of freedom system by introducing the modified POD method .Numerical simulations demonstra-ted the efficiency of the method by comparison with the computed results given for both the o-riginal and the reduced systems .C-L method was also employed to obtain the dynamical behaviors of the reduced system , which reflected the natural property of the rubbing fault .%大型旋转机械转子、静碰摩故障具有高维非线性特征，由此产生的机械故障时有发生。

考虑非线性油膜力的裂纹转子动力学特性仿真
随着运用于机械技术的要求不断增加，油膜力的影响越来越重要。

在许多运动机械系统中，如航空发动机、汽车发动机、涡轮机以及液压闭环系统等，都必须考虑其微小摩擦力作用。

油膜力作用与流体设备结构、粘度和线速度有关，特别是对球门阀、压力胶环以及各种血管和密封件等，都有重要的意义。

考虑到油膜力影响，转子的动力学尤为重要，以理解其轴向加载场的大小和特性。

本文采用非线性油膜力考虑裂纹转子动力学特性仿真。

以圆柱型转子为例，建立数学模型，采用泰勒级数等数值技术，求解得出表面摩擦力及裂纹滑动时间积分随位移和加载速度的关系。

基于模型，建立3D非线性有限元，仿真模拟滑动裂纹过程和动力学变形特性。

将实验结果和数值结果进行比较，验证模型的准确性和有效性。

研究表明，与线性摩擦力模型相比，油膜力是裂纹滑动的重要限制因素，影响裂纹滑动的转子总动能、接触角、接触衰减等动力学性能。

通过仿真实验可以准确捕捉到微小摩擦力作用，引入油膜力模型有助于提高计算结果的准确程度及特性定量分析精度，为提高转子体系工作可靠性提供参考依据。

碰摩转子系统的非线性动力学模型
王立平;叶佩青;尹文生;段广洪;汪劲松
【期刊名称】《汽轮机技术》
【年(卷),期】2000(042)006
【摘要】基于故障诊断的迫切需要,在考虑到轴承油膜力作用的同时,构造了碰摩转子系统的非线性动力学模型,为转子系统的故障诊断提供了理论依据.
【总页数】3页(P336-338)
【作者】王立平;叶佩青;尹文生;段广洪;汪劲松
【作者单位】清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】O322;TH133
【相关文献】
1.基于2种中介轴承的对转双转子系统耦合碰摩动力学模型 [J], 贾明明;关赛飞;秦海勤;于晓琳
2.双碰摩故障转子系统碰摩位置定量诊断方法 [J], 许琦;姚红良;刘子良;闻邦椿
3.基于滞回碰摩力模型的转子系统碰摩响应研究 [J], 曹登庆;杨洋;王德友;陈华涛;姜广义
4.具有转静件碰摩故障双转子系统的动力学模型及其小波变换特征 [J], 刘献栋;李
其汉;王德友
5.非线性碰摩力对碰摩转子分叉与混沌行为的影响 [J], 袁惠群;闻邦椿;王德友因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

质量偏心影响下的碰摩转子非线性分析
刘桂珍;于影;马晓君;丁海娟;闻邦椿
【期刊名称】《中国工程机械学报》
【年(卷),期】2016(014)001
【摘要】利用拉格朗日方程建立了非稳态油膜力作用下的转子-定子-轴承系统碰
摩故障的力学模型,应用数值分析方法研究了该系统随质量偏心变化时的时域波形、轴心轨迹和Poincare截面,揭示了系统分岔特性和进入混沌的途径.研究结果表明:
当质量偏心作为唯一控制参数时,系统呈现出复杂的非线性动力学行为.该结果为大
型旋转机械的故障诊断提供了理论依据.
【总页数】6页(P21-25,31)
【作者】刘桂珍;于影;马晓君;丁海娟;闻邦椿
【作者单位】佳木斯大学机械工程学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学机械工
程学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学机械工程学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学机械工程学院,黑龙江佳木斯154007;东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110819
【正文语种】中文
【中图分类】TH133
【相关文献】
1.质量偏心旋转机械转子-机匣系统碰摩的失效研究 [J], 张义民;刘巧伶;闻邦椿
2.动静偏心电磁激励下水电机组碰摩转子-轴承系统弯扭耦合振动特性分析 [J], 张
金剑;张雷克;吴嵌嵌;马震岳
3.质量偏心对碰摩转子弯振和扭振特性的影响 [J], 何成兵;杨昆;顾煜炯
4.考虑定子质量和碰摩面刚度的转子/定子系统碰摩响应的全局动力学特性研究 [J], 张小龙;江俊
5.非线性碰摩力对碰摩转子分叉与混沌行为的影响 [J], 袁惠群;闻邦椿;王德友
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非线性弹性转子-轴承系统碰摩的动态响应
罗跃纲;张松鹤;闻邦椿
【期刊名称】《振动工程学报》
【年(卷),期】2004(017)0z1
【摘要】在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了具有碰摩故障转子-轴承系统的动力学模型,对系统在运行过程中的非线性行为进行了数值仿真分析,发现在亚临界转速区,系统响应主要以周期运动为主,在半倍临界转速附近有短暂的混沌运动.在临界转速区,系统响应为周期运动,振幅相应增大.在超临界转速区,系统响应以混沌、周期分频和拟周期为主要运动形式.该结果为转子-轴承系统的故障诊断提供了一定的参考.【总页数】3页(P91-93)
【作者】罗跃纲;张松鹤;闻邦椿
【作者单位】东北大学机械工程与自动化学院,沈阳,110004;大连民族学院土木建筑工程系,大连,116600;大连民族学院土木建筑工程系,大连,116600;东北大学机械工程与自动化学院,沈阳,110004
【正文语种】中文
【中图分类】O322
【相关文献】
1.滚动轴承-弹性转子-定子系统碰摩故障的非线性动力学分析 [J], 刘鲲;刘海霞;郝德中;李成英
2.具有弹性静子的碰摩转子轴承系统非线性动力特性研究 [J], 陶海亮;潘波;高庆;谭春青;陈海生
3.弹性机匣-滚动轴承双盘碰摩转子系统动力学特性 [J], 王正浩;袁惠群;闻邦椿
4.双跨碰摩转子-轴承系统非线性动态响应与混沌 [J], 罗跃纲;张松鹤;闻邦椿
5.滚动轴承转子系统不对中-碰摩耦合故障非线性动力学分析 [J], 甄满; 孙涛; 田拥胜; 张华良; 谭春青
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