基于突变理论的非线性转子系统突变故障分析
本文关键词: 非线性转子 突变理论 碰摩故障 气流激振 尖点突变 突变影响因子 出处:《华中科技大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本文来源于国家自然科学基金资助项——非线性旋转机械转子系统的突变故障预测研究(50975105)。旋转机械广泛应用于现代工业生产当中。而随着现代工业的蓬勃发展以及科学技术的不断进步,旋转机械的各个不同的系统也随之更加紧密联系在一起。转子是旋转机械的核心部件之一,,而转子经常因为不同的故障产生问题,进而影响旋转机械的正常工作,以至造成严重的后果和难以挽回的损失。因此研究转子故障是十分必要的,并有着重要的意义。 在非线性转子转子系统中,其故障根据发展规律与特点可分为渐变和突变两类不同的故障。其中,突变故障是非线性转子系统的一种频发故障类型,因其外在形式的突发特性而具有巨大的破坏性和危险性。根据非线性振动理论和突变理论,本文采用平均法推导了非线性转子系统碰摩故障的频率响应方程,建立了碰摩故障的尖点突变流形和分叉集,确定了系统状态突变的影响因子,分析了碰摩故障振幅突变性能的发展规律,划分了系统工作的突变区域。最后,采用四阶Runge-Kutta方法对非线性转子系统的碰摩故障进行了数值计算分析,分析结果验证了基于突变理论的突变性能分析的可行性和正确性。同样根据非线性振动理论和突变理论,本文用谐波平衡法推导了非线性转子系统气流激振的频率响应方程,建立了气流激振的尖点突变流形和分叉集,确定了系统状态突变的影响因子,分析了气流激振振幅突变性能的发展规律,划分了系统工作的突变区域。 本文的研究结果可以为旋转机械系统突变故障的描述与预防提供一定的技术支持。
[Abstract]:This paper comes from the research of sudden change fault prediction of rotor system of nonlinear rotating machinery supported by the National Natural Science Foundation of China (50975105). Rotating machinery is widely used in modern industrial production. With the vigorous development of modern industry and the continuous progress of science and technology. The rotor is one of the core parts of the rotating machinery, and the rotor often causes problems because of different faults. Therefore, it is necessary and important to study the rotor failure, which will affect the normal operation of rotating machinery and cause serious consequences and irreparable losses. In nonlinear rotor system, the fault can be divided into two kinds according to the development law and characteristic. Among them, the catastrophe fault is a kind of frequency fault type of nonlinear rotor system. Based on nonlinear vibration theory and catastrophe theory, the frequency response equation of rub-impact fault of nonlinear rotor system is derived by averaging method. The cusp catastrophe manifold and bifurcation set of rub-impact fault are established, the influence factors of system state catastrophe are determined, the development law of amplitude catastrophe performance of rub-impact fault is analyzed, and the catastrophe region of system is divided. The fourth order Runge-Kutta method is used to calculate and analyze the rub-impact fault of nonlinear rotor system. The results verify the feasibility and correctness of the catastrophe performance analysis based on the catastrophe theory, as well as the nonlinear vibration theory and the catastrophe theory. In this paper, the frequency response equation of nonlinear rotor system is derived by harmonic balance method. The cusp catastrophe manifold and bifurcation set are established, and the influence factors of the system state catastrophe are determined. The development law of the sudden change performance of the amplitude of the airflow excitation is analyzed, and the catastrophe region of the system is divided. The results of this paper can provide some technical support for the description and prevention of sudden change faults in rotating machinery system.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH165.3
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本文编号:1461679
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