气囊—浮筏耦合船用转子—轴承系统的非线性动力学研究

发布时间：2018-01-12 17:45

本文关键词：气囊—浮筏耦合船用转子—轴承系统的非线性动力学研究　出处：《西安科技大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：为了减少机械动力设备与基础之间动力的传递,通常在机械动力设备与基础之间安装一些隔振装置。本文以气囊-浮筏耦合的船用转子-轴承系统为研究对象,分析了系统的非线性动力学问题。首先将气囊-浮筏隔振结构嵌入到船用旋转机械的转子-轴承系统中,建立了多维耦合的气囊-浮筏隔振力学模型,探讨了系统的非线性动力学特性,其主要工作和内容如下:(1)探讨了气囊-浮筏耦合船用转子-轴承的力学建模及其非线性动力学特性。首先,将气囊-浮筏隔振结构嵌入到船用转子-轴承系统中,考虑了气囊与浮筏的耦合作用,然后,基于短轴承理论,建立了气囊-浮筏耦合的转子-轴承系统的非线性动力学模型,推导出了系统的运动微分方程,研究了系统的非线性动力学行为,如时域响应、频谱响应、轴心轨迹及Poincaré映射、分岔图以及最大Lyapunov指数等。结果显示,在较低转速下,系统会呈现单周期同步运动;随着转速的继续增大,系统出现周期一、周期二、拟周期和混沌等复杂的非线性动力学行为。(2)分析了参数变化对气囊-浮筏耦合船用转子-轴承系统的非线性动力学特性的影响。基于长轴承理论,研究了系统的动力学响应随转速变化的分岔规律,从中可以发现,转子-轴承系统的运动表现出十分丰富的非线性动力学行为,其运动状态可归结为周期1→拟周期→混沌→拟周期→混沌;另一方面,通过参数分析,研究了气囊的横、纵向刚度、质量比、偏心率等的变化对转子-轴承系统的非线性动力学特性的影响。(3)考虑了基础激励与转子-轴承系统的耦合作用,建立了基础激励作用下,旋转机械系统的动力学模型,推导出了基础激励作用下旋转机械的动力学微分方程,探讨了激振作用对系统的动力学特性的影响,并且重点分析了激励幅值、激励频率比对转子系统的动力学分岔及响应。结果表明,基础激励对系统动力学行为的影响主要集中在转速较低的阶段,此时系统的运动轨迹不再是单一的圆或者椭圆形,而是其轨迹变得较为复杂;而随着转速的升高,基础激励对稳态响应幅值的影响将逐渐减小,系统以周期五运动为主,随后随着转速的继续递增,系统进入拟周期、混沌运动。
[Abstract]:In order to reduce the power transmission between the mechanical power equipment and the foundation , some vibration isolation devices are usually installed between the mechanical power equipment and the foundation . ( 3 ) Considering the coupling effect of the basic excitation and the rotor - bearing system , the dynamic model of the rotating machinery is established under the action of the basic excitation . The dynamic differential equation of the rotating machinery under the action of the basic excitation is derived , and the dynamic bifurcation and response of the excitation amplitude and the excitation frequency ratio on the rotor system are discussed . The results show that the influence of the excitation amplitude and the excitation frequency ratio on the dynamic behavior of the system is more complicated .

【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664

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