氣囊-浮筏耦合船用轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的非線性動力學(xué)研究.pdf

1、為了減少機械動力設(shè)備與基礎(chǔ)之間動力的傳遞，通常在機械動力設(shè)備與基礎(chǔ)之間安裝一些隔振裝置。本文以氣囊-浮筏耦合的船用轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)為研究對象，分析了系統(tǒng)的非線性動力學(xué)問題。首先將氣囊-浮筏隔振結(jié)構(gòu)嵌入到船用旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)中，建立了多維耦合的氣囊-浮筏隔振力學(xué)模型，探討了系統(tǒng)的非線性動力學(xué)特性，其主要工作和內(nèi)容如下：
　　(1)探討了氣囊-浮筏耦合船用轉(zhuǎn)子-軸承的力學(xué)建模及其非線性動力學(xué)特性。首先，將氣囊-浮筏隔振結(jié)構(gòu)嵌入到

2、船用轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)中，考慮了氣囊與浮筏的耦合作用，然后，基于短軸承理論，建立了氣囊-浮筏耦合的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的非線性動力學(xué)模型，推導(dǎo)出了系統(tǒng)的運動微分方程，研究了系統(tǒng)的非線性動力學(xué)行為，如時域響應(yīng)、頻譜響應(yīng)、軸心軌跡及Poincaré映射、分岔圖以及最大Lyapunov指數(shù)等。結(jié)果顯示，在較低轉(zhuǎn)速下，系統(tǒng)會呈現(xiàn)單周期同步運動；隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)增大，系統(tǒng)出現(xiàn)周期一、周期二、擬周期和混沌等復(fù)雜的非線性動力學(xué)行為。
　　(2)分析了參數(shù)變

3、化對氣囊-浮筏耦合船用轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的非線性動力學(xué)特性的影響?；陂L軸承理論，研究了系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)隨轉(zhuǎn)速變化的分岔規(guī)律，從中可以發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的運動表現(xiàn)出十分豐富的非線性動力學(xué)行為，其運動狀態(tài)可歸結(jié)為周期1→擬周期→混沌→擬周期→混沌；另一方面，通過參數(shù)分析，研究了氣囊的橫、縱向剛度、質(zhì)量比、偏心率等的變化對轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的非線性動力學(xué)特性的影響。
　　(3)考慮了基礎(chǔ)激勵與轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的耦合作用，建立了基礎(chǔ)激勵作用下，

4、旋轉(zhuǎn)機械系統(tǒng)的動力學(xué)模型，推導(dǎo)出了基礎(chǔ)激勵作用下旋轉(zhuǎn)機械的動力學(xué)微分方程，探討了激振作用對系統(tǒng)的動力學(xué)特性的影響，并且重點分析了激勵幅值、激勵頻率比對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)分岔及響應(yīng)。結(jié)果表明，基礎(chǔ)激勵對系統(tǒng)動力學(xué)行為的影響主要集中在轉(zhuǎn)速較低的階段，此時系統(tǒng)的運動軌跡不再是單一的圓或者橢圓形，而是其軌跡變得較為復(fù)雜；而隨著轉(zhuǎn)速的升高，基礎(chǔ)激勵對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值的影響將逐漸減小，系統(tǒng)以周期五運動為主，隨后隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)遞增，系統(tǒng)進入擬周期、混沌運動