气浮轴承支撑下裂纹-碰摩转子系统动力学分析
裂纹转子的动力学分析及故障诊断研究开题报告
裂纹转子的动力学分析及故障诊断研究开题报告一、选题背景转子是旋转机械的核心部件，包括汽车发动机、飞机发动机、涡轮机、水轮发电机等，是各种旋转设备中不可或缺的部件。
在使用过程中，转子可能会出现裂纹等故障，从而导致设备的性能下降，甚至发生事故。
因此，对转子的动力学特性及故障诊断技术进行研究具有重要意义。
二、研究内容本课题旨在对裂纹转子的动力学特性进行分析，并开展相关的故障诊断研究。
具体研究内容包括：1.裂纹转子的动力学分析：建立裂纹转子的动力学模型，分析转子在不同转速下的振动特性，探究裂纹对转子动力学行为的影响。
2.裂纹转子的优化设计：针对裂纹转子的振动特性和故障模式，对转子进行优化设计，提高其可靠性和耐久性。
3.裂纹转子故障诊断技术的研究：结合传统的故障诊断技术和新兴的无损检测技术，开展裂纹转子的故障诊断研究，提高故障诊断的准确性和效率。
三、研究方法1.建立裂纹转子的动力学模型：根据转子的结构和工作原理，采用有限元方法建立动力学模型，并通过试验验证模型的准确性。
2.分析裂纹对转子动力学行为的影响：对比有无裂纹转子的振动特性，分析裂纹对转子振动特性的影响，探究转子裂纹产生的机理。
3.开展裂纹转子的优化设计：根据转子振动特性和故障模式，优化转子设计，并通过模拟和试验验证优化效果。
4.研究裂纹转子故障诊断技术：综合采用振动分析、热红外检测、电磁测试等多种无损检测技术，开展裂纹转子的故障诊断研究，提出有效的故障诊断方法。
四、预期研究成果1.建立裂纹转子的动力学模型，探究裂纹对转子动力学行为的影响，为转子设计和故障诊断提供理论依据。
2.研究裂纹转子的优化设计，提高转子可靠性和耐久性。
3.开发裂纹转子故障诊断技术，提高故障诊断的准确性和效率。
五、研究计划1.前期准备：对转子的结构和工作原理进行研究，查阅相关文献，了解常见的转子故障模式和诊断技术。
2.建立动力学模型：采用有限元方法建立裂纹转子的动力学模型，并通过试验验证模型准确性。
裂纹碰摩耦合故障转子系统诊断分析
故 障的 等效 力 为 外 加力 矩 ， 碰摩 故 障 的等效 力 主 而 要 为外 加力 。利 用 裂纹 故 障引 起 的等效 外 加弯 矩特 性 ， 用基 于模 型 的故 障诊 断 方法 ， 以诊 断 出耦合 采 可
型 的诊 断 方法 ， 区别碰 摩裂 纹 耦合 故 障和 碰摩 故 障 。
但是 ， 际转 子 中 ， 能会 发 生裂 纹故 障 与碰摩 故 障 实 可
并存 的情 况 ， 比如 ： 裂纹 引起 转子 系统 横 向振 动振 幅 增 大 ， 重 时可 能导 致转 子系 统 上 的转 动部件 （ 叶 严 如 片 等） 与定 子 （ 如机 匣） 生碰 摩 ， 而 形 成 裂 纹 一 发 从 碰
摩耦 合 故 障 。在 裂 纹一 摩 耦合 故 障 中 ， 碰 当碰 摩 比较 严重 时 ， 响应 信 号 中碰摩 特征 比较 明显 ， 容易 掩 盖裂 纹 特 征 ， 基 于 信 号分 析 的诊 断 方 法 只 能诊 断 出碰 使 摩 ， 以诊 断 出裂纹 故 障 。从 而将 裂 纹一 摩耦 合 故 难 碰
裂纹 故 障和转 静 子碰摩 故 障是转 子 系统 中两 种 常见 的故 障 。 目前 对 裂纹 和碰 摩单 一 故 障转子 系统 故 障诊 断 的研 究 较 多［ ，提 出了各 种 方 法 来 诊 断 １ ］ 裂纹 故 障和 碰摩 故 障 。如果 转子 系统 中仅存在 裂 纹 故 障或碰 摩故 障 ， 则利 用 各种 诊 断方法 ， 不难诊 断 裂
矩阵 Ｋ ｃ 为 ｆ 一 Ｔ ｕ Ｔ Ｋ Ｃｃ
Ｋ０ Ｐ— Ｔ（ ｕ Ｃ ｃ＋ Ｃ Ｐ Ｔ ０） （） ２
故 障 中 的裂纹 故 障信息 。
裂纹磁悬浮双转子系统动态响应研究
式中:
KP、
KI 和 K D 分 别 为 比 例 系 数、积 分 系 数
{
和微分系数;
Aa 为 功 率 放
f 为 系 统 的 涡 动 频 率;
大器增益;
As 为传感器增益;
ki 和ks 分别为磁轴
承的电流刚度和位移刚度。
单元号
1
长度/m
内径/m
外径/m
0.
200
0
0.
011
0.
51975427);湖北省自然科学基金资助项目(
2019CFB460).
作者简介:王念先(
1987
-),男,武汉科技大学副教授,博士生导师 .E-ma
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l:
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an@wus
t.
edu.
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2021 年第 5 期
359
王念先,等:裂纹磁悬浮双转子系统动态响应研究
一种相似的磁悬浮双转子结构,如图 1 所示,其中
第 44 卷第 5 期
2021 年 10 月
武 汉 科 技 大 学 学 报
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2021
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磁悬浮裂纹转子-轴承碰摩系统的动力学特性
第２期
徐 璐 等 ：磁 悬 浮 裂 纹 转 子?轴 承 碰 摩 系 统 的 动 力 学 特 性
第 ３７ 卷 第 １ 期 ２０１８ 年 ２ 月
文 章 编 号 ：１００１?４３７３（２０１８）０２?００８４?０８
兰州交通大学学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１８
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１?４３７３．２０１８．０２．０１４
犇狔狀犪犿犻犮犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犕犪犵狀犲狋犻犮犆狉犪犮犽犲犱犚狅狋狅狉犅犲犪狉犻狀犵犛狔狊狋犲犿狑犻狋犺犐犿狆犪犮狋?犚狌犫犉狅狉犮犲
ＸＵ Ｌｕ１，ＣＨＵ Ｙａｎ?ｄｏｎｇ２，３，ＲＡＯ Ｘｉａｏ?ｂｏ１
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ； ３．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｙｓｔｅｍ ＤｙｎａｍｉｃｓａｎｄＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆＲａｉｌＴｒａｎｓｐｏｒｔＥｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｃｒａｃｋｅｄｒｏｔｏｒｂｅａｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈｉｍｐａｃｔ?ｒｕｂｆｏｒｃｅ，ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｓ，ｔｉｍｅｒｅｓｐｏｎｓｅｆｉｇ ｕｒｅｓ，Ｐｏｉｎｃａｒéｄｉａｇｒａｍｓａｎｄｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍｓｔｈｅｗｅｒｅｕｓｅｄｆｉｒｓｔｌｙｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｃｒａｃｋｅｄ ｄｅｐｔｈ犃ａｎｄｃｒａｃｋａｎｇｌｅβｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｓｅｃｏｎｄｌｙｔｏａｎａｌｙｓｅｔｈｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｒａｔｉｏ犓，ｕｎｂａｌａｎｃｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒ犝 ａｎｄＣｏｕｌｏｍｂｓｌｉｄｉｎｇｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔμｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｃｒａｃｋｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃｒｏｔｏｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｃｒａｃｋｄｅｅｐｅｎｉｎｇ，ｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒｉｓｗｅａｋ ｅｎｅｄｂｙｃｒａｃｋｅｘｔｅｎｓｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｖｉｏｌｅｎｔｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒａｎｄｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙｒｅｓｕｌｔｓｉｎ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｕｎｂａｌａｎｃｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒ犝 ａｎｄＣｏｕｌｏｍｂｓｌｉｄｉｎｇｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔμｈａｖｅｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｍｏｔｉｏｎｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ ｗｈｅｎｔｈｅｃｒａｃｋｂｅｃｏｍｅｓｄｅｅｐｅｒ．
含裂纹-碰摩气浮转子系统非线性动力学研究
转子 系统 转轴 裂纹 和 转子 动 静 件碰 摩 是 旋 转
机 械常见 的故 障 ， 也是 引起机 械 系统 失效 的主 要原
仿真 ， 求得 周期 ， 具有一 定盲 目性． 文献 ［ ８—１ 运 Ｏ］
用打 靶法 思想 ， 先求得 含有裂 纹 一 摩耦 合故 障转 碰
因． 文献 ［ ］ 要 研 究 裂 纹 转 子 的 稳 态 响 应 、 定 １主 稳 性 及 系统参 数对 它们 的影 响规 律 ． 文献 ［ ］ ２ 主要 分 析 短轴承 油 膜力和 碰 摩 一裂 纹耦 合 故 障转 子 系统 非线性 动 力学行 为． 文献 ［ ］ ３ 主要 研 究裂 纹 扩展 对
有裂纹 一碰摩耦合故障气浮轴承 转子 系统动 力学模 型， 用打靶 法思想和四 阶龙格 库塔法对含 有气 运 膜力 、 裂纹及局部碰摩耦合转子 系统进行数值模 拟， 发现 此故障下的转子 系统存在周期 、 拟周期 以及
混沌运动现 象， 为转 子 系统 安 全 工 作 提供 理 论依 据 ． 关 键 词 ： 摩 ； 浮 轴承 ； 纹 ； 力 学 碰 气 裂 动 中 图 分 类 号 ：Ｈ １ Ｔ １３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２— ９ ６ ２ １ ） ２— ２ ０— ６ １７ ０ ４ （０ ２ ０ ０ １ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎｌ ａ ｎ ｍ ｉｓ ｏ ｏ ｔｎ ｏ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ ｎｏ ｉ ｒ ｄｙ ａ ｃ ｆｆ ａ ｉ ｇ ｒ ｔ ｒ ｎｅ ｌ ｓ ｓ ｅ ｗｉｈ ｃ ａ ｋ－ ｕｂ ｎ ａ ｌｓ ｙ ｔ ｍ ｔ ｒ ｃ ｒ ｂｉ ｇ ｆ ｕ ｔ
Ｗ ＡＮＧ ｉｆ ｉ Ｌ Ｕ ｅ — ｏ ｇ，ＴＩ Ｈａ －ｅ ， Ｉ Ｍ ｉｈ ｎ ＡＮ Ｈｕａ— ａ ｉｙ ｎ，Ｓ ＯＮＧ ｈａ ．ｈ Ｚ ｏｚ ｅ
磁悬浮转子-轴承碰摩系统的非线性动力学行为
引言
近几年，磁悬以下特点： 完全消除了 磨损、无需润滑和密封、耐环境强、发热少、功耗低、圆 周转速高、可对转子位置进行控制、轴承动态特性好以
关键词 磁悬浮转子 辅助轴承 碰摩 振动 混沌 中图分类号 O322 TH122 Abstract In order to investigate the transient nonlinear dynamic behavior in connection to the contract between the auxiliary bearing and magnetic rotor under high-speed rotation，bifurcation diagrams，time responses，Poincaré sections and phrase diagrams are synthetically employed in the present article based on the numerical integration method． Firstly，the respective effect of geometric coupling parameter α，proportional feedback gain P and derivative feedback gain D on the system is explored． Then，the impact of stiffness ratio K and Coulomb sliding friction coefficient μ on unbalanced parameter U are also discussed respectively． The results show that when the value of geometric coupling parameter α is large，it can lead to the offset of the rotor from the equilibrium position，corresponding to the rub-impact phenomenon of the rotating rotor and auxiliary bearing so that the equipment is disturbed by the abnormal vibration，however，either the large value of proportional feedback gain P or derivative feedback gain D can be in connection with the stable state of the system． In addition，the softly mounted auxiliary bearing is beneficial to the stability of the system，and the choice of unbalanced parameter U has a significant effect on the state of the system． Key words Magnetic rotor； Auxiliary bearing； Ｒub-impact； Vibration； Chaos Corresponding author： XU Lu，E-mail： xljtedu@ sina．com The project supported by the National Natural Science Foundation of China （ No． 11161027，11262009） ，and the Ｒesearch Fund for the Doctoral Program of Higher Education （ No． 20136204110001 ） ， and the Lanzhou Talent Innovation and Entrepreneurship Project（ No． 2015-ＲC-3） ． Manuscript received 20180209，in revised form 20180724．
气浮长轴承支撑弹性转子的非线性动力学行为分析
利用 ４阶 Ｒ ｎｅ ｕ ａ ｕｇ— ｔ 法求解方程 ， Ｋｔ 数值模拟系统的
非线 性特 征 。为 了保 证 解 的 收 敛 性 并 减 小 计 算 误
Ｏ ０ ０ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ Ｏ
（０００ｒｍ ｎ １０１０ｒｍｎ ） ９ １ ｉ，０ ０ ｉ） 。为详细分析系统 ／ ／
ｍ互 ２２＝一幻 （２一 ）＋Ｆ １ ｘ
ｍ梦 ２２＝一 （２一 １ ） Ｙ ）＋Ｆ —ｍ ｇ ， ｒ ２
（） ２
（ ） 中 Ｐ为转子轴心 的质量偏心距 ， 为转 ２式
子转 动 的角速 度 ， 、 Ｆ 分别 为 轴承气 膜力 在 与 Ｙ 方 向上 的分量 ， 重力加 速度 。 ｇ为 将方 程 以平 均 气 膜 厚 度 ｃ无 量 纲 化 记 ： Ｘ ＝
中图法分类号
Ｔ １１．５ ０ ２ ； Ｈ ３３３ ３２
文献标识码
Ｂ
对于油膜支撑 的线性 和非线性非稳 态弹性 转子 一 轴承系统 的研究 已经较 为成 熟并 以得 到 了广泛 的应
用 ］随着转子 朝着 高运 转 轻结构 及柔 韧性 方 向发 ， 展转子 一轴承系统发展到 了气 浮支撑 的领域 。本文 采用 了一种 气 浮长轴 承非稳 态气膜 力表 达式 ， 数 Ｊ用 值积分法及庞加莱 映射研究 了非线 性气膜力作 用下转 子非线性动力学 行为 随某些 参数 的变化 规律 ， 得结 所 果对有限长轴承的情况也具有较大的借鉴意义。
ｍ １＝３． ｇ，ｒ２＝０． ５ ｇ， ＝５ ６ ０ ０ ０ ０ｋ ｒ ｔ ３ ｋ ｊ ７ ０ Ｎ／ｍ ， ｂ＝
励频率 ｌ（／ ｉ） － ｒｒｎ 变化 的分岔 图 Ｉ ａ
０ １ 。考 虑 到转 子 系统 中强 非 线性 因 素特 征 ， 面 ．５ 下
裂纹转子_轴承_基座系统有限元模态分析
式如图 4 所示.
CC
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
C12
C C
C
C
CC
C 79
C13
C14
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-
-
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C CC
22
23 C
C
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CC
C 80
C81
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-
--
-
-
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-
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82
C83
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-
-
-
-
-
CC
42
C C
C
C C C
C
85
86
-
C38 C43 -
第 25 卷第 3 期
湖南科技大学学报（自然科学版）
2010 年 9 月 J ournal of Hunan Univers ity of S cience & Technology（Natural S cience Edition）
Vol.25 No.3 Sept. 2010
裂纹转子 - 轴承 - 基座系统有限元模态分析
Matrix27 单元由 2 个节点和矩阵系数来确定，其 单元坐标与其节点相对位置并无关系，而只与整体坐 标系有关.
33
约束转子实验台基座底部节点的所有方向位移 和转子的轴向位移，来模拟转子实验台边界条件保证 转子不出现轴向滑动.在 ANSYS 中选择 Reduced 法提 取前 4 阶模态.
2 模态分析
气浮轴承调研报告
气浮轴承调研报告1、气浮轴承工作原理气浮轴承的工作原理是使用粘度很小的压缩气体作为润滑剂，在移动面和轴承承载面之间产生高压气膜，使两个工作面工作过程可实现相互不接触运动。
2、气浮轴承组成结构气浮轴承由轴承内圈和外圈组成，外圈上有空气的进出口孔，内圈上有喷嘴。
3、气浮轴承类型根据增压原理分类气浮轴承通常被分为静压型、动压型和压膜型三种气浮轴承，在工程应用中普遍使用的是静压型气浮轴承和动压型气浮轴承。
①静压型气浮轴承静压型气浮轴承是把外部经过加压的气体通过节流器流入承载面和止推盘面中间，从而形成高于大气压的气膜，使之悬浮起来；节流器的作用是当气膜间隙发生改变时，调整气膜内部压力分布，使气浮轴承具有一定的刚度。
②动压型气浮轴承动压型气浮轴承是承载面和止推盘面存在相对移动，并且由于气膜间隙为楔状，所以在其移动方向，气膜间隙逐渐变小。
气体具有一定的粘性，由于两个面的相对移动，被压进楔形的气膜内，形成动压悬浮。
③压膜型气浮轴承压膜型气浮轴承的原理是利用两个工作面在垂直角度的振动，使气膜间隙内的平均压力值大于工作环境压力值；同动压型气浮轴承一样，也是因为气体的粘性作用，使两个工作面之间的气体无法快速进出，从而压力增高。
4、气浮轴承优缺点(1)优点：①运转速度高由于气体的粘度小，气体分子的惯性小，所以气体轴承的工作转数可达到很高。
目前，我国自主研制的超高速空气主轴，转速可以达到300000r/min。
②运行精度高气体轴承由于半径间隙非常小，因此轴承本身要求的制造精度很高。
同时，运转过程中摩擦小，保证其在极低转速下运动无爬行现象，所以气体轴承的精度比一般传统的轴承高。
由美国气体润滑委员会协助研制的超高精度纳米车床，采用了气浮轴承，其加工精度可以达到0.075μm。
③环境适应能力强液体的油或固体的脂作为润滑剂，高温容易挥发，低温易凝固。
而气体润滑剂的环境适应能力较强，可以在-260ºC低温至500ºC高温、强辐射及易燃等恶劣环境下正常工作。
orc余热发电机磁气悬浮轴承-转子系统的动力学特性分析
渊上海大学机电工程与自动化学院轴承研究室袁上海 圆园园园苑圆冤
摘要院在永磁悬浮轴承系统中使用非接触式的多孔质气浮轴承作为辅助轴承袁可以解决在一些 韵砸悦 特殊场合不允许使 用油尧脂作为润滑剂的难题遥 设计了符合工况要求的多孔质气浮轴承作为辅助支承的磁气悬浮轴承袁求解了转子系统的径轴向 支承刚度袁利用 粤晕杂再杂原宰燥则噪遭藻灶糟澡 软件对转子系统模型求解袁得出固有频率和振型曰考虑陀螺效应袁求解出存在预应力的转 子系统前 源 阶振型图袁通过 悦粤酝孕月耘蕴蕴 图确定转子的临界转速袁结果表明转子系统的工作转速位于安全转速区域遥
《不对中和碰摩耦合故障下转子系统动力学分析》范文
《不对中和碰摩耦合故障下转子系统动力学分析》篇一摘要本文主要研究了不对中和碰摩耦合故障下转子系统的动力学特性。
通过建立动力学模型，分析了不对中与碰摩故障对转子系统的影响，并探讨了系统在耦合故障下的振动特性及响应。
研究结果有助于深入了解转子系统的运行状态，为实际工程中转子系统的故障诊断与维护提供理论依据。
一、引言转子系统作为许多旋转机械的核心部件，其稳定性和可靠性对于整个设备性能具有至关重要的作用。
不对中与碰摩是转子系统常见的两种故障类型，当这两种故障耦合时，将对转子系统的动力学行为产生复杂影响。
因此，对不对中和碰摩耦合故障下转子系统的动力学分析具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、动力学模型建立为了研究不对中和碰摩耦合故障下转子系统的动力学特性，我们建立了相应的动力学模型。
该模型考虑了转子系统的刚度、质量、阻尼以及不对中与碰摩故障的耦合效应。
通过拉格朗日方程，建立了转子系统的运动微分方程。
三、不对中故障对转子系统的影响不对中故障是指转子系统中轴线之间存在角度偏差或偏移量。
在模型中引入不对中参数，分析了其对转子系统动力学特性的影响。
研究结果表明，不对中会导致转子系统出现额外的激励力，增加系统的振动幅值和频率，同时可能导致系统的不稳定运行。
四、碰摩故障对转子系统的影响碰摩故障是指转子系统在运行过程中与静止部件或另一根转子发生接触摩擦。
通过模型分析发现，碰摩故障会导致转子系统产生局部或全局的振动，且振动频率与碰摩程度密切相关。
此外，碰摩还会导致转子系统的热变形和材料磨损，进一步影响系统的动力学行为。
五、不对中与碰摩耦合故障下的动力学分析当不对中与碰摩两种故障耦合时，转子系统的动力学行为变得更加复杂。
通过模型分析发现，耦合故障会加剧系统的振动，可能导致更严重的热变形和材料磨损。
此外，耦合故障还会影响系统的稳定性，使系统更容易出现失稳现象。
因此，在实际工程中，需要对转子系统进行定期检查和维护，以避免或减少这两种故障的发生。
滚动轴承支承下松动-裂纹耦合故障转子系统动力学特性分析
现该减振器能够有 效 抑 制 振 动 幅 值
[
2]
.Wang 等 将
立转子裂纹的 模 型 发 现 了 裂 纹 的 出 现 会 影 响 转 子
时,即使微小的偏心量变化也可能导致系统的振动
特性发生较大的变化 [17].
Guo 等采用 EMD 方法检
验裂纹,并结合快速傅立叶变换方法从实验振动信
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究工作对于松 动 - 裂 纹 转 子 系 统 的 故 障 诊 断 有 重
要意义 .
1 松动 - 裂纹耦合故障转子动力学建模
本文建立的松 动 - 裂 纹 耦 合 故 障 动 力 学 模 型
.申倩
如图 1 所示 .图 中 m1 、
气浮轴承,精密制造的关键支撑
气浮轴承，精密制造的关键支撑中研赢创全自主研发生产的气浮轴承，凭借其卓越的性能和独特的设计，在工业自动化和精密机械领域中脱颖而出。
这款气浮轴承不仅具备超高的精度和稳定性，而且其运行噪音极低，使用寿命长，是高端制造设备中的关键组件。
同时，中研赢创提供定制化服务，根据不同客户的具体需求，设计出满足其特定应用场景的气浮轴承。
一·工作原理气浮轴承是指利用气体的动压作用从而实现轴与轴承套之间无接触自动支撑的轴承，因为没有接触面，所以气浮轴承避免了轴承磨损和摩擦产生的热量，从而提高了轴承的寿命和稳定性。
二·产品特点高精度。
气浮轴承能够提供非常高的轴向和径向精度。
它利用气体的静压力来支撑运动部件，因此不会产生机械接触或者摩擦。
这样就可以避免机械轴承所产生的偏摆、偏心等问题，从而实现高精度的运动控制。
低噪音。
气浮轴承运转时没有接触部件，因此它的运转非常安静。
不会产生机械接触所带来的噪音和振动，避免了对周围环境和人员的干扰。
无需润滑。
气浮轴承不需要润滑油或润滑脂，消除了轴承寿命受制于润滑条件的问题。
这种轴承形式可以在高速、高温、高压和腐蚀性环境下使用。
适应性强。
能够适应各种复杂的工作环境。
无论是高温、低温、真空还是重载等极端环境，气浮轴承都能保持良好的性能，为设备提供稳定、可靠的支撑。
三·应用场景机械制造。
气浮轴承广泛应用于高速电机、压缩机、离心机、磨床等设备上，为机械运转提供了更高的稳定性和精度，有效保障了设备的性能和效率。
精密加工。
气浮轴承可用于航空航天制造、光学设备加工等领域的设备上，由于气浮轴承不受重力影响，并且轴承刚度高，可大大提高设备的加工精度和稳定性，实现非常细微的高精度加工。
半导体生产。
在晶片制造过程中，需要进行精密加工和测量，因此需要在清洁无尘的环境中进行操作。
气浮技术可以将加工设备和测量仪器悬浮在空中，避免物料表面受到污染，从而保证晶片的质量。
平板显示。
在平板显示制造过程中，需要保证显示器面板的精度和平整度。
《不对中和碰摩耦合故障下转子系统动力学分析》范文
《不对中和碰摩耦合故障下转子系统动力学分析》篇一一、引言转子系统是众多机械设备中的核心部分，其稳定性和动力学特性直接关系到设备的运行效率和安全性。
在实际运行中，转子系统常常会遇到不对中（Misalignment）和碰摩（Rubbing and Contact）等故障问题。
这些故障不仅会降低系统的运行效率，还可能引发严重的安全事故。
因此，对不对中和碰摩耦合故障下的转子系统动力学分析显得尤为重要。
本文旨在探讨不对中和碰摩耦合故障对转子系统动力学特性的影响，为实际工程应用提供理论支持。
二、不对中故障下的转子系统动力学分析不对中故障是转子系统中常见的故障之一，主要表现为转子轴线之间的角度偏差或平行度偏差。
这种偏差会导致转子系统产生额外的弯矩和剪切力，从而影响系统的动力学特性。
首先，我们建立不对中故障下转子系统的动力学模型。
通过引入不对中参数，描述了转子系统的运动方程。
然后，利用数值模拟方法，对不同不对中程度下的转子系统进行了动力学分析。
结果表明，随着不对中程度的增加，转子系统的振动幅度和频率都会明显增加，从而降低了系统的稳定性。
三、碰摩故障下的转子系统动力学分析碰摩故障是另一种常见的转子系统故障，主要表现为转子与定子之间的接触或摩擦。
这种接触或摩擦会导致转子系统产生局部高温、磨损甚至损坏。
在碰摩故障下，我们同样建立了转子系统的动力学模型。
通过引入碰摩力，描述了转子系统的运动方程。
通过数值模拟和实验验证，我们发现碰摩故障会导致转子系统的振动模式发生改变，产生高频振动和低频波动。
此外，碰摩还会导致转子系统的能量损失和效率降低。
四、不对中与碰摩耦合故障下的转子系统动力学分析在实际工程中，不对中与碰摩往往同时存在，形成耦合故障。
这种耦合故障对转子系统的动力学特性产生更为复杂的影响。
在不对中与碰摩耦合故障下，我们综合分析了两种故障对转子系统的影响。
通过建立更为复杂的动力学模型，描述了转子系统的运动方程。
结果表明，耦合故障会导致转子系统的振动更加剧烈，出现多种振动模式共存的现象。
转子-轴承系统的润滑与碰摩特性分析
转子-轴承系统的润滑与碰摩特性分析杨令康;朱汉华;贺立峰【摘要】在同时考虑轴承油膜力、非线性密封力对碰摩转子影响的基础上,建立了多因素耦合的碰摩转子系统动力学模型.对转子系统在运行过程中的非线性碰摩行为进行了数值仿真,发现随着转子激励频率的增加,系统响应呈现出周期运动和拟周期运动交替出现,最后到达混沌运动及其演变过程.%Taking into account the bearing oil film force, non-linear sealing force on the rub-impact rotor system, a dynamic model of rub-impact rotor system with multi-factor coupled was established.Numerical simulation of the rotor system in the rubbing behavior find out that with the increase in rotor speed, system response showing a periodic motion and quasi-periodic motion alternately, and finally to the chaotic motion and its evolution.Some theoretical basis for rotor -bearing system with rubimpact fault diagnosis were provided.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2011(035)003【总页数】4页(P595-598)【关键词】转子系统;碰摩;非线性;分岔;混沌【作者】杨令康;朱汉华;贺立峰【作者单位】武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063;武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063;武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063【正文语种】中文【中图分类】O322大型旋转机械中转子与定子之间的碰摩是一种严重的故障现象.船舶轴系的在运行过程中，受到来自柴油机和船体外部的螺旋桨的周期激励作用，另外由于船舶尾轴自身的重力作用，使得尾轴的运行工况复杂，轴承与轴颈之间的碰撞与摩擦更是常见的现象.对于油膜震荡引起的转子失稳、分岔、碰摩问题一直是国内外学者关注的焦点问题.如袁惠群等研究了具有非线性碰摩力的转子局部碰摩的分岔与混沌运动，并与实验结果进行比较［1］.罗跃纲等构造了具有碰摩故障转子－轴承系统的动力学模型，同时考虑转轴非线性弹性力和轴承油膜力的共同作用，对系统运行过程进行数值仿真分析［2］.Chu F.等研究了转子－轴承系统发生转定子碰摩时的振动特性，揭示了系统进入和离开混沌的路径［3］.Shen Xiaoyao和Jia Jiuhong 等［4－5］对转子弯曲和质量不平衡时的碰摩进行了研究.另外，转子－轴承系统中密封力也影响着转子的动力学行为［6］，所以在研究转子－轴承系统的碰摩特性时考虑系统密封力的作用，显得更加重要.借助非线性动力学的理论和数值分析的方法，综合国内外转子碰摩的研究成果，在同时考虑轴承非线性油膜力、碰摩力和密封力耦合作用的基础上，建立了轴承－转子－密封系统的碰摩动力学模型，分析系统的非线性动力学特性.1 动力学模型和运动微分方程建立如图1所示的转子－轴承系统动力学模型，转子两端采用滑动轴承支承，转轴在左、右端轴承处的集中质量分别为m1和m3，在圆盘处的等效集中质量为，圆盘与轴承之间为无质量弹性轴连接.右端采用长轴承油膜力模型，左短采用短轴承油膜力模型.其中：f1x，f1y为左端滑动轴承作用在轴颈上的油膜力；f2x，f2y为右端滑动轴承作用在轴颈上的油膜力.由于船舶尾轴自身的重力和外面悬挂螺旋桨的重力作用，使得右轴承与轴颈间的碰摩现象经常发生，故碰摩力Px，Py作用在右轴承处.利用功的互等定理，将密封激振力Fx，Fy等效作用在右轴承处.O1为左轴承的几何中心，O2为圆盘的几何中心，为圆盘的质心，O3为右轴承的几何中心.图1 转子－轴承系统碰摩动力学模型1.1 轴承油膜力1）端滑动轴承作用在轴颈上的油膜力f1x，f1y采用短轴承假设条件［7］，其油膜力表达式为式中为Sommerfeld修正数.其中，u为润滑油动力粘度系数；c为轴承半径间隙；L为轴承长度；R为轴承半径.2）由于一般情况下船舶尾轴的长径比较大，故右端轴承采用长轴承理论计算，这时认为由于油膜压力沿周向的变化率比沿轴向的大得多，得到长轴承模型的Reynolds方程为［8］按长轴承理论计算径向油膜力Fe和切向油膜力Fφ的公式为式中其中右端轴承的油膜力的水平分量f2x、铅垂分量f2y于径向油膜力Fe、切向油膜力Fφ之间的关系为1.2 碰摩力假设滑动轴承与轴颈之间的间隙为δ，当转轴与定子发生碰摩时，不考虑摩擦产生的热效应.且假定碰撞过程为弹性变形，则碰摩力表达式为［9］式中为右端轴颈中心的径向位移；kc为轴瓦的径向刚度；f为摩擦因数.1.3 密封力密封力即转子－轴承－密封系统中流体激振力是影响转子运动特性诸多因素中不可忽视的一个，Muszynska密封力模型认为流体作用力与流体一起以平均角速度τω转动，同时也表达了密封力对转子的扰动运动具有惯性效应、阻尼效应和刚度效应，能较好地反映密封力的非线性特性，其正确性在应用中得到了普遍认可［10］.其模型为式中：K，D，mf分别为密封力的当量刚度、当量阻尼和当量质量；K，D，t均为扰动位移X3，Y3的非线性函数.其表达式为式中为转子的相对偏心距；n，b，τ0用来描述具体的密封参数.1.4 系统运动微分方程设转子－轴承系统的左端的径向位移为x1，y1转盘处的径向位移为x2，y2，右端的径向位移为x3，y3.则系统的运动微分方程可以表示为2 数值计算及结果从运动方程式（9）可以看出，碰摩转子－轴承系统的非线性油膜力、碰摩力和密封力具有强非线性的特性，很难得到解析解，故采用数值仿真方法来分析系统在不同参数下的振动响应，从而说明系统的润滑与碰摩的非线性动力学行为特性.设置系统的参数为：m1＝100kg，m2＝80 kg，m3＝200kg，c1＝5 000N·s·m －1，c2＝2 000N·s·m－1，k＝5×106 N／m，c＝0.2mm，r＝0.06mm，δ＝0.2mm，kc＝5×106 N／m，f＝0.1.从图2中可以看出碰摩转子系统响应存在着倍周期运动、拟周期运动和混沌运动等复杂的非线性特性.随着激励频率的提高，系统经历了由单倍周期运动、多倍周期运动、拟周期运动到混沌运动的过程.为了更加清晰地了解这些运动，选取不同激励频率下的时程图、频谱图、转子中心轨迹图和映射图来分析.图2 碰摩转子响应随激励频率ω变化的分岔图图3 ω＝266rad／s时碰摩转子系统响应图4 ω＝346rad／s时碰摩转子系统响应图5 ω＝464rad／s时碰摩转子系统响应图6 ω＝576rad／s时碰摩转子系统响应从图3可以看出转子系统做周期1运动，转子的运动轨迹呈现一个封闭的圆，频谱图上出现一个明显的峰值，映射图上只出现一个映射点.随着转速的增加出现拟周期运动，如图4所示：轴心轨线围绕周期轨道形成非常接近但不重复的轨线族，映射图上存在不变环面吸引点，代表出现拟周期运动.当转速提高到ω＝464rad／s时，碰摩转子系统又呈现出2倍周期运动如图5所示，时程图上中的波形具有明显的周期重复性，且不同于一般的正弦或者余弦波形，这是由于碰摩转子系统的振动具有较强的非线性所致；在频谱图上出现了2个明显的尖峰，映射图上有2个孤立的映射点，轴心轨迹线呈现出2个不重合的圆更加说明了转子响应处于周期2运动状态.随着转速的提高，当转速到达ω＝576rad／s时碰摩转子响应出现了混沌运动的特证如图6所示，与周期运动的离散映射点和拟周期运动的连续封闭曲线完全不同，映射图存在奇怪吸引子图形，代表着混沌运动；幅值频谱图上出现一些较明显的不可公约连续谱成分，而且频带较宽，这些足以说明此时转子已离开周期2运动，进入到混沌运动.3 结论运用数值方法分析了具有非线性碰摩力的转子－轴承－密封系统的响应的分岔和混沌行为，同时考虑了轴承油膜力、碰摩力和密封力的耦合作图和庞加莱映射图从不同的侧面描述和揭示了用，数值仿真结果分别用时程图、频谱图、根轨迹转子系统的周期运动、拟周期运动和混沌运动和这些运动形式的转化与演变过程.在所研究的转子频率范围内，通过对碰摩转子系统的响应的研究发现：由于碰摩力矩与转子涡动的方向相反，摩擦会引起转子反向涡动，随着转速的提高转子响应呈现出拟周期和倍周期运动交替出现的现象，最后转子响应以混沌运动为主，形成了相对稳定的混沌运动的频率域范围.参考文献［1］袁惠群，闻邦椿，王德友.非线性碰摩力对碰摩转子分叉与混沌行为的影响［J］.应用力学学报，2001（12）：16－19.［2］罗跃纲，张松鹤，闻邦椿.非线性弹性转子－轴承系统碰摩的动态响应［J］.振动工程学报，2004（8）：91－93.［3］Chu F，Zhang Z.Bifurcation and shaos in a rub－impact Jeffcott rotor system［J］.Journal of Sound and Vibration，1998：210（1）：1－18. ［4］Shen Xiaoyao，Jia Jiuhong，Zhao Mei.Nonlinear analysis of a rub－impact rotor－bearing system with initial permanent rotor bow［J］.Arch Appl Mech，2008，78：225－240.［5］Shen Xiaoyao，Jia Jiuhong，Zhao Mei.Numerical analysis of a rub－impact rotor－bearing system with mass unbalance［J］.Journal of Vibration and Control，2007，13：1819－1834.［6］Mei Cheng，Guang Meng，Jiangping Jing.Non－linear dynamics of arotor－bearing－seal system［J］.Arch Appl Mech，2006，76：215－227. ［7］Adiletta G，Guido A R，Rossi C.Chaotic motions of a rigid rotor in short journal bearings［J］.Nonlinear Dynamics.1996：10（6），251－269. ［8］刘淑莲.转子－轴承系统非线性特性研究及油膜振荡的在线清除［D］.杭州：浙江大学材料化工学院化工机械研究所，2004.［9］闻邦椿，顾家柳，夏松波.高等转子动力学［M］.北京：机械工业出版社，2000.［10］Muszynska A，Bently D E.Frequency－swept rotating input perturbation techniques and identification of the fluid force models in rotor－bearing－seal systems and fluid handling machines［J］.J Sound Vib.，1990，143（1）：103－124.。
气浮轴承支撑弹性转子系统非线性动力学行为分析的开题报告
气浮轴承支撑弹性转子系统非线性动力学行为分析的开题报告一、选题背景与意义气浮轴承由于其支持性能稳定、机械损耗小、阻尼比高等优点，在精密机械、航空、航天等领域得到了广泛应用。
然而，在实际应用中，由于转子系统本身的非线性特性、气动力学特性等因素，气浮轴承支撑的弹性转子系统可能出现各种非线性动力学行为，如共振、不稳定、混沌等，严重影响其运动稳定性、精度和寿命等性能指标。
因此，开展针对气浮轴承支撑弹性转子系统非线性动力学分析的研究，对于提高其运动稳定性、精度和寿命等方面具有重要意义。
二、研究内容和方法本文旨在开展气浮轴承支撑弹性转子系统非线性动力学行为的分析研究。
具体研究内容和方法如下：1. 建立气浮轴承支撑弹性转子系统运动方程模型。
考虑转子系统的非线性特性、气动力学特性等因素，引入适当的假设和简化模型，建立运动方程模型。
2. 分析气浮轴承支撑弹性转子系统的非线性特性。
通过分析系统运动方程模型，从系统众多的非线性因素中选取重要因素，进行分析和探讨。
3. 提取气浮轴承支撑弹性转子系统的运动特性。
通过数学方法和计算机仿真，分析和提取系统的平衡和稳定运动特性，探讨共振、不稳定、混沌等非线性动力学行为。
4. 研究气浮轴承支撑弹性转子系统的优化策略。
针对以上分析结果，分析和提出合理的优化策略，如调整系统参数、改进控制算法等，以提高系统的运动稳定性、精度和寿命等性能指标。
三、预期成果和创新点本文预计获得以下成果：1. 建立气浮轴承支撑弹性转子系统的运动方程模型，包括各个重要非线性因素。
2. 分析气浮轴承支撑弹性转子系统的非线性特性，提取其运动特性。
3. 提出气浮轴承支撑弹性转子系统的优化策略，并通过仿真验证其有效性。
本文的创新点主要有：1. 将气浮轴承支撑弹性转子系统的非线性动力学行为作为研究对象，探讨系统的运动特性和优化策略，为改进气浮轴承在实际工程应用中的性能指标提供理论依据。
2. 提出合理的简化模型、合适的数学方法和计算机仿真模拟手段，用于分析气浮轴承支撑弹性转子系统的非线性动力学行为。
气浮轴承支持的复杂转子系统非线性动力学行为分析的开题报告
气浮轴承支持的复杂转子系统非线性动力学行为分析的开题报告一、研究背景和意义气浮轴承作为高速旋转机械领域的重要组成部分，在航空、航天、能源、工业等领域被广泛应用。
相比于传统的机械轴承，气浮轴承具有轻质、低摩擦、高精度和稳定性好等优点，可以满足高精度、高速、高负荷、高可靠性的实际工程需求。
因此，气浮轴承的研究和应用具有重要的科学意义和工程价值。
但是，复杂转子系统中气浮轴承的动力学行为非常复杂，具有明显的非线性特征，如旋转不对称、非线性摩擦等。
这些非线性特征对转子的稳定性、振动响应和寿命均有重要影响。
因此，对气浮轴承支持的复杂转子系统非线性动力学行为进行深入研究，可以进一步提高气浮轴承的性能和可靠性，为高速旋转机械的设计和应用提供科学依据和技术支持。
二、研究内容和方法本文以气浮轴承支持的复杂转子系统为研究对象，重点探讨其非线性动力学行为特征。
具体内容和方法如下：1.复杂转子系统的建模和分析。
根据旋转机械动力学理论，对气浮轴承支持的复杂转子系统进行建模和分析，包括系统结构、运动方程和运动学约束等。
根据系统的非线性特征，采用数值仿真方法，对系统的稳定性、振动响应和寿命等性能指标进行分析和评估。
2.气浮轴承的非线性动力学行为研究。
根据气动力学理论和非线性动力学理论，分析气浮轴承的非线性摩擦和旋转不对称特性，研究气浮轴承支持的复杂转子系统的非线性动力学行为。
特别是，针对气浮轴承的摩擦力非线性行为进行研究，探讨其对转子系统动力学行为的影响。
3.非线性动力学行为的控制与优化。
根据系统的非线性特征和仿真分析结果，探索非线性动力学行为的控制与优化策略，提高转子系统的稳定性和可靠性。
例如，采用主动控制方法对转子运动进行调节，抑制转子系统的不同类型的振动模态。
三、预期成果和意义预期成果包括以下几个方面：1.针对气浮轴承支持的复杂转子系统非线性动力学行为进行系统研究和分析，揭示其非线性特征和影响机理。
2.探索气浮轴承摩擦力非线性行为对转子系统动力学行为的影响，提高气浮轴承的性能和可靠性。
具有裂纹-碰摩耦合故障转子-轴承系统的动力学研究
具有裂纹-碰摩耦合故障转子-轴承系统的动力学研究
李振平;罗跃纲;姚红良;闻邦椿
【期刊名称】《应用力学学报》
【年(卷),期】2003(20)3
【摘要】以非线性动力学和转子动力学理论为基础 ,分析了带有碰摩和裂纹耦合故障的弹性转子系统的复杂运动 ,在考虑轴承油膜力的同时构造了含有裂纹和碰摩故障转子系统的动力学模型。
针对短轴承油膜力和碰摩裂纹转子系统的强非线性特点 ,采用Runge Kutta法对该系统由碰摩和裂纹耦合故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究 ,发现该类碰摩转子系统在运行过程中存在周期运动、拟周期运动和混沌运动等丰富的非线性现象 ,该研究结果为转子轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供理论参考。
【总页数】5页(P136-140)
【关键词】转子-轴承系统;动力学;碰摩-裂纹耦合故障;旋转机械;数值仿真;故障诊断;周期运动;拟周期运动;混沌运动
【作者】李振平;罗跃纲;姚红良;闻邦椿
【作者单位】清华大学;东北大学
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.3;O347.6
【相关文献】
1.具有不平衡-碰摩耦合故障的转子-滚动轴承系统非线性动力学研究 [J], 陈果
2.转子-轴承系统裂纹-碰摩耦合故障的非线性特性研究 [J], 罗跃纲;张松鹤;闻邦椿
3.碰摩故障转子-滚动轴承耦合系统非线性动力学研究 [J], 李飞敏;陈果
4.转子-滚动轴承-机匣耦合系统的不平衡-碰摩耦合故障非线性动力学响应分析 [J], 陈果
5.双跨转子-轴承系统裂纹-碰摩耦合故障的稳定性 [J], 罗跃纲;闻邦椿
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原 因。其耦合故障的非线性 动力学行 为较单一故障系
统更加复杂 ，许多学者和研究人员在不 同程度上对裂 纹与碰摩故 障作 了研 究 。文献 ［ ３ １— ］讨论 了裂 纹 转子的稳态响应 、稳定性及系统参数对它们 的影 响规 律 。文献 ［ ］研究 了具有非线性 碰摩力局 部碰摩 的 ４
Ａ ｓｒｃ：ｈ ｖｎ ｑ ａｉｎ ｆ ａ ｕｎ ｌ ｅｒ ｇｅａｔ ｏｏ ｙｔｍ ｗｉ ｒｃ ｎ ｕ － ａ ｔ ｅｅｅｔｂｉ ｅ ． ｂｔ ｔＴ ｅｍｏｉｇｅ ｕｔ ｓｏ ｓ ｏ ｒａ ａｉ ｌｓ ｃｒｔｒ ｓｅ ｔ ｃａｋａ ｄｒｂ ｉ ｃ ｒ ｓ ｌ ｈ ｄ ａ ｏ ｇ ｊ ｂ ｎ ｉ ｓ ｈ ｍｐ ｗ ａ ｓ
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的误差不会小于所选 的积分步 长。因此 ，为了避 免这
种盲 目性 ，提高系统的运算效率 ，本文作者将基于气 浮短轴承模型 ，综合 考虑气膜力 、裂纹和碰摩故障
等非线性因素 ，运用打靶 法的思想 ］ ，先求解 转子 裂纹一 碰摩转子系统 的周期 解 ，然后 根 据 四阶龙 格库 塔 法求解裂 纹一 碰摩转 子 系统 的微分方 程 ，对裂 纹深 度 和不平衡量等参数对转子系统 的影 响加 以研究 ， 分 析裂纹 与碰摩耦 合故 障 的转 子． 承系统 的动力 学行 轴
气 浮 轴 承 支 撑 下 裂 纹一 摩 转 子 系统 动 力 学分 析 碰
孙保苍
（ 江苏大学理学院
杨锦坤
江苏镇江 ２ ２ １ ） １０ ３
摘要 ：建立 了带有裂纹和碰摩耦合故障的气浮轴承支撑 的弹性转子系统的动力学方程。将 打靶法 思想 与四阶龙格 库塔法结合 ，对转子系统 由于气膜力、裂纹和局部碰摩故障导致的非线性动力学行为进行了数值模拟 ，借助分岔图、相 图、Ｐｉｃｒ ｏ ａ ｎ ｅ映射和频谱图分析 了转子系统的运动形态。研究结果表明 ，随着 系统参数的变化 ，在特定 的参数组合下 系 统存在周期 、拟周期和混沌等复杂的非线性动力学现象 。
２１ ０ ０年 ３月
润滑与密封
ＬＵＢＲＩ ＣＡＴ１ ０Ｎ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｍａ ． ０１ ｒ２ ０
第３ ５卷 第 ３期
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Ｊ ｕ ｎ ｌＢｅ ｒｎ ｓ ｗｉ ａ ｋ ａ ｄ Ｒｕ ． ｐ ｃ ｏ ｒ ａ ａ ｉ ｇ ｔ Ｃｒ ｃ ｎ ｂ ｉ ａ ｔ ｈ ｍ
Ｓｕ ａ ｃ ｎ Ｙａ ｇ Ｊｎ ｕ ｎＢ ｏ ａ ｇ ｎ ｉｋ ｎ
（ ａｕ ｙｏ Ｓｉ ｃ ， ａｇｕＵ ｉ ｒｔ，ｈ￣ｉ ｇＪ ｎｓ １０ ３ Ｃ ｉ ） Ｆｃｈ ｆ ｃ ｎｅ Ｊ ｎ ｓ ｎ ｅ ｉ Ｚ ｅ ａ ｉ ｇ ２ ２ １ ， ｈ ａ ｅ ｉ ｖ ｓｙ ｎ ａ ｕ ｎ
关键 词 ：碰 摩 ；裂纹 ；气 浮 轴 承 ；非 线性 动 力学
中图分 类 号 ：０ ２ ；Ｔ １３ 文献 标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：０５ ０ ５ （０ ０ ３— ３ ７ ３２ Ｈ １ ２４— １０ ２ １ ） ０４—
Ａｎ ｌｓｓｏ ｎ ｍ ｉ ｆＲｏ ｏ ｙ ｔｍ ｕｐ ｏ ｔ ｄ ｂ ａ ａ ｙ ｉ ｎ Ｄｙ ａ ｃ ｏ ｔ ｒ Ｓ ｓｅ Ｓ ｐ ｒｅ ｙ Ｇ ｓ
Ｋ ｙ ｏｄ ： ｂｉ ａ ｔｃａ ｋ ｇｓｊｕｎ ｌ ｅｒ ｇ ｎ ｎｉｅ ｒｄ ｎ ｍｉｓ ｅｗ ｒｓｒ － ｕ ｍｐ ｃ；ｒｃ ；ａ ｒａ ａ ｎ ；ｏ ｌ ａ ｙ ａ ｃ ｏ ｂ ｉ ｎ
转子系统的转轴裂纹和转 子与静子之 间碰摩是旋 转机械 中常见的故障 ，也是引起机械 系统失效 的主要