涡轮增压器轴承-转子系统的非线性行为研究

发布时间：2020-03-26 15:32

【摘要】：随着社会进步,涡轮增压器已经在很多领域内得到了广泛的应用,如汽车、内燃机车等。涡轮增压器的关键构件是由涡轮、压气机和轴承构成的转子系统,该设备的可靠性与转子系统密切相关。在转子系统中之所以存在较强的非线性动力特性,主要是因为系统中存在较多的非线性力,如碰摩力、油膜力、偏心力等。在转子系统中,某些参数的微弱变化往往会使系统的运动形式发生改变。故合理的选择参数,才能保证转子的平稳运行。本文以涡轮增压器的轴承转子系统为研究对像,分别研究了碰摩力和非线性油膜力对系统动力特性的影响。首先,为了着重研究碰摩力对系统的影响,根据转子动力学理论,将其简化为一个由刚性支撑的双盘转子系统模型,在充分考虑转子重力和偏心力的基础上建立运动微分方程并进行无量纲处理。其次,在研究油膜力和碰摩力耦合作用时,将涡轮增压器简化为一个由滑动轴承支撑的双盘轴承转子系统模型;最后分别对两种模型进行定性分析和定量分析。对于双盘转子系统模型,研究了系统由局部碰摩引起的非线性行为。采用变步长四阶龙格库塔法对系统方程进行数值求解,应用时间历程图、相图、轴心轨迹图和Poincare截面映射图等非线性分析方法分析了转子发生碰摩时,涡轮增压器轴承转子系统响应随参数变化的分岔演化规律。对于双盘轴承转子系统模型,在碰摩力和非线性油膜力耦合情况下,主要分析了涡轮增压器转子系统中存在的分岔类型以及通向混沌的途径,并讨论了转子系统随刚度系数、阻尼系数等关键参数变化的运动形式。通过以上转子系统的动力学分析,为涡轮增压器设计提供理论参考。
【图文】：

轨线图,洛伦兹方程,响应图

从而对转子系统稳定性进行定性分析，这种方法难，又可以在一定范围内得到较为满意的结果。但着社会和科技的进步，计算机普及率和运算速率得到将无法观察到的现象和实验数据直观的表现出来，的阶段。概述对论和量子力学并称为世纪三大成就。其中混沌运变化时，某一确定的动力学系统将发生不可预测或确定性系统产生的一种往复非周期运动，具有内禀统被分为保守系统和耗散系统。其中，在耗散系统洛伦兹方程，，该方程为含有三个变量的一阶非线性以得到一个极为复杂的运动形式，其轨线图为图 2

示意图,倍周期分岔,示意图,道路

统内部多么不稳定，其轨线都不会超出这片区域。3）混沌运动为非周期运动。混沌是一种不同于周期、准周期或随机运动的它具有非周期性，这使其信号在时间轴上表现出随机的特性。由于混沌系统性，这使系统的频谱图像随机系统一样具有连续性和宽频性。故可利用频谱沌系统和随机系统。通向混沌的道路上一节可知，在确定性的非线性系统中，才会发生混沌运动，而在确定性的中，只有当参数某一范围内变化时，混沌运动才会出现，否则就为确定的周们把系统从确定的运动过度到混沌运动的方式称为通向混沌的道路。目前，混沌道路有如下几种：1）倍周期分岔道路978 年费根巴木基于虫口模型发现了从倍周期分岔通往混沌道路上的两个重此，倍周期分岔道路又称为费根巴木道路[27]。以简单的一维非线性迭代方程）为例介绍倍周期分岔道路如图 2.2 所示：
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464.135

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