非线性转子—轴承系统稳定性优化设计研究

发布时间：2020-05-16 03:18

【摘要】： 转子—轴承系统是各种旋转机械的核心部件,广泛应用于机械、动力、航空航天等工程技术领域。当前,随着科学技术的不断进步,转子—轴承系统的设计正日益朝着高转速及柔性等方向发展。使用中也出现了许多用传统的线性理论无法解释的现象(如混沌现象,概周期运动等),并导致了许多严重的事故。本课题来源于国家自然科学基金重点项目:超超临界汽轮发电机组转子系统的若干非线性动力学问题。在此背景下,以转子—轴承系统为研究对象,研究了转子动力学中的非线性转子—轴承系统稳定性问题,所得优化结果为有关转子—轴承系统的设计提供了一定的依据。 论文利用建立的非线性转子—轴承系统动力学模型,从多角度研究转子—轴承系统的非线性动力学行为,从关于转速、偏心、间隙、油膜粘度参数的分岔计算结果来分析这些参数的变化对转子—轴承系统的运动形态的影响,通过对部分特征点的分析,更精确地分析系统运动的特征。 根据有关转子—轴承系统非线性动力学研究中稳定性的基本理论、方法,利用Floquet理论结合打靶法分析非线性转子—轴承系统周期运动的稳定性。揭示了系统从同步周期运动发生分岔,最后导致混沌运动的演变过程。同时研究了非线性转子—轴承系统存在周期运动分岔而失稳的三种情况:鞍结分岔、倍周期分岔、Hopf分岔。 最后针对所建立的动力学模型,本文引入基于遗传算法的转子结构优化设计方法,以转子系统的最大失稳转速为目标函数对转子—轴承系统中的轴承参数进行参数优化设计,与一系列的初始变量相比,失稳转速在优化后有了很大的提高。根据优化前后的转子—轴承系统分岔图的对比分析,可以看出转子的分岔点在向转速高的方向推移,使转子有更好的稳定性。通过遗传算法,可迅速的获得一系列的最佳参数。并验证了该方法的优越性和有效性。
【图文】：

图 2-1 Poincaré截面法矢量与向量场 F (t , λ , u)满足无够小的 Poincaré 截面Σ，使Γ与连续性定理，，存在点pu 的邻域 U

Floquet乘子图
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH133.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈予恕;现代工程非线性动力学的现状与展望[J];力学与实践;1995年06期

2 严世榕,闻邦椿;振动压路机的一种非线性动力学仿真[J];建筑机械;1999年02期

3 龙辉,秦四清,朱世平,万志清;滑坡演化的非线性动力学与突变分析[J];工程地质学报;2001年03期

4 申永军,杨绍普,潘存治,邢海军;参外联合激励下直齿轮副的非线性动力学[J];北京交通大学学报;2005年01期

5 李杰,熊烈强,彭少民;路段交通子系统的非线性演化动力学方程[J];华中科技大学学报(城市科学版);2005年03期

6 卢剑伟;沈博;钱立军;;基于齿轮非线性动力学的变速器异响分析[J];汽车工程;2007年06期

7 白晓辉;白鸿柏;郝慧荣;刘远方;;正负刚度并联机构动力学分析及隔振仿真[J];机械工程师;2009年11期

8 童勤业 ,王一幸 ,郑璐旦;心脏细胞的双通道非线性动力学模型[J];浙江大学学报(工学版);1988年03期

9 秦四清，张倬元，王士天，黄润秋，仵彦卿;地下水动态预测的非线性动力学方法[J];工程勘察;1995年02期

10 张伟;简支柔性梁的非线性动力学和分叉[J];北京工业大学学报;2001年04期

相关会议论文 前10条

1 孙琪;徐鉴;;浅谈非线性动力学的发展史[A];第三届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2007年

2 张小军;李晓阳;张松;;脉搏波在动脉内传播的非线性动力学模型[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

3 于广滨;温建民;李瑰贤;曹雪;;求解齿轮系统动力学微分方程的GEAR法[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（二）[C];2007年

4 蒋景英;吴芝芳;郑旭媛;张纬;;基于混沌理论的心率变异性的研究[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

5 孙俊峰;王新龙;;基于非线性动力学的子空间语音增强[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年

6 杨靖波;;含间隙轴向运动悬臂梁非线性动力学的研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

7 赵国景;;分叉与混沌—非线性动力学的发展与应用[A];第四届全国结构工程学术会议论文集（上）[C];1995年

8 陈丽华;张伟;范金红;;压电层合板的非线性振动与控制[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年

9 陈予恕;田家玉;金崇武;;大型火电机组及设备非线性动力字应用技术研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（上册）[C];1999年

10 王养璞;金其淑;;非Debye弛豫的非线性动力学研究[A];内耗与超声衰减——第四次全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1994年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者　陈建强　通讯员　孙卫军;大型旋转机械非线性动力学研究成果丰硕[N];光明日报;2003年

2 本报记者 刘垠;会员日里讲述别样精彩人生[N];大众科技报;2009年

3 张学晋　杨文;老教授4000余册图书赠家乡[N];山西日报;2009年

4 郝丽;根治机械振动失稳顽疾[N];科技日报;2009年

5 李彩香;探索凝固技术奥妙[N];中国航空报;2002年

6 记者 陈建强 通讯员 李丹 孙卫军;我科学家发现固体内存在“流动的液体”[N];光明日报;2001年

7 北京大学哲学系副教授 刘华杰;中国学派的标志性著作[N];中国教育报;2001年

8 吴作;婴儿痉挛症发病机制被揭示[N];中国中医药报;2000年

9 黄若音;揭示婴儿痉挛症发病机制[N];中国医药报;2000年

10 记者 常姗姗 通讯员 李丹 孙卫军;固体内存在“流动的液体”[N];科技日报;2001年

相关博士学位论文 前10条

1 王韬;内燃机配气系统的非线性动力学研究[D];天津大学;2004年

2 孙保苍;轴承—转子系统非线性动力学若干问题研究[D];南京航空航天大学;2002年

3 游荣义;脑电信号非线性分析方法的研究[D];厦门大学;2003年

4 李亮;金属阳极溶解过程中的电化学振荡[D];山东大学;2005年

5 吴东宇;脑电非线性动力学分析在认知功能研究中的应用[D];重庆医科大学;2002年

6 李红权;资本市场的非线性动力学特征与风险管理研究[D];湖南大学;2005年

7 吴东宇;脑电非线性分析在认知功能研究和麻醉深度监测中的应用[D];中国人民解放军军医进修学院;2005年

8 盛冬发;损伤粘弹性基本理论及其结构的静、动力学行为分析[D];上海大学;2004年

9 李绍彬;高速重载齿轮传动热弹变形及非线性耦合动力学研究[D];重庆大学;2004年

10 代高飞;岩石非线性动力学特征及冲击地压的研究[D];重庆大学;2002年

相关硕士学位论文 前10条

1 王立刚;机床切削颤振的非线性振动研究[D];天津大学;2004年

2 钱捚;水声信号的非线性动力学检测[D];东南大学;2006年

3 刘铸永;基于小波分析数值求解几类非线性动力学问题[D];湖南大学;2004年

4 童珊;视觉信息处理过程中脑电信号的非线性动力学研究[D];四川大学;2005年

5 王书旺;一种基于耦合映象格子模型的非线性信号处理方法[D];汕头大学;2005年

6 李晓利;基于小波神经网络的化工安全评价研究[D];太原理工大学;2007年

7 王坤飞;船舶横摇运动中的混沌及其鲁棒控制[D];大连海事大学;2009年

8 焦兵;沪市股指的非线性动力学特征研究[D];兰州大学;2009年

9 梁从兴;扁柱面网壳的非线性动力学行为[D];兰州理工大学;2005年

10 谢明强;非线性动力学在脑机接口中的应用[D];浙江大学;2006年

本文编号：2666084