碰摩转子系统的稳定性

为研究一个支承在油膜轴承上的单盘转子系统在发生动静件碰摩时系统的稳定性 ,假定轴承为短轴承近似和碰撞为弹性碰撞后 ,导出包括分段线性刚度和非线性油膜力的非线性运动微分方程 ;使用打靶法求系统的周期解并结合 Floquet理论分析解的稳定性 ,发现了在系统的运动中具有倍周期分岔和 Hopf分岔现象 ;研究结果对于更好地了解转子系统的碰摩故障以及其早期预测有意义     

悬臂双盘碰摩转子系统稳定性的半解析分析

建立了悬臂双盘碰摩转子系统的动力学模型和运动微分方程,通过创建该系统的非奇异线性变换矩阵并利用变换矩阵的Jacobi矩阵结合Routh Hurwitz理论,研究了悬臂双盘碰摩转子系统的稳定性和稳定区域,并进行了相应的参数讨论.结果表明:该半解析方法可以明确得出系统的稳定区域及稳定区域所对应的转速和阻尼比.同时,碰摩间隙和摩擦因数对系统的稳定区域影响十分明显,稳态周期解能够反映系统响应.研究结果为实际工程的安全运行提供了一定的参考.     

碰摩转子系统滑动轴承底座的有限元分析

为了避免轴承底座产生共振,采用Reynolds简化方程求出转子和定子间的非线性油膜力解析表达式,并对碰摩状态下碰摩力模型作出简化。运用有限元软件对轴承施加非线性复杂载荷,进行模态分析和谐响应分析,找到振型最大区域中的一点,分析其共振频率及在碰摩力状态下碰摩力以及非碰摩状态下油膜涡动的工作频率和临界频率之间的关系,为分析轴承系统稳定工作提供理论基础。     

旋转机械转子-机匣系统碰摩的随机响应

针对仅考虑具有质量偏心的旋转机械Jeffcott转子-机匣系统碰摩模型的动力学方程,进行了转子-机匣系统碰摩的随机响应研究·应用Kronecker代数、矩阵微分理论、向量值和矩阵值函数的二阶矩技术、矩阵摄动理论和概率统计方法系统地研究了转子-机匣系统碰摩的随机响应问题,推导出了一般的数学表达式,给出了数值分析解·分析了把转轴刚度和阻尼、定子刚度和阻尼、偏心距和定子径向刚度作为随机参数的随机系统的响应·分析表明,该转子系统在初始阶段振动强烈,响应幅值超过转子和定子之间的间隙,会发生碰摩现象·     

随机微分方程稳定性的两个判据

给出了Ｉｔｏ型微机微分方程解的随机稳定性和随机渐近稳定性的两个新判据,掖一随机稳定性和随机渐近稳定性的基本定理。     

碰摩转子轴承系统的非线性动力响应行为

根据碰摩转子轴承系统的非线性动力学方程,利用求解非线性动力系统周期解的延拓打靶算法,研究了转子偏心、碰摩间隙等参数对系统动力学行为的影响,发现当转子的偏心量较小时,系统同频周期运动以Hopf分岔形式失稳,而偏心量较大时以倍周期分岔形式失稳·系统转定子的碰摩影响了油膜涡动的产生,使系统周期运动的失稳转速提高·为转子轴承系统故障诊断、振动控制及稳定运行提供了理论参考·     

两机分别驱动两质体的振动同步理论

针对两机分别驱动两质体振动系统,本文建立振动模型,研究该系统在竖直方向的两机振动同步理论。采用拉格朗日方程和小参数平均法推导系统的运动微分方程和无量纲耦合方程。基于无量纲耦合方程零解的存在条件,推导出实现振动同步运动的条件,并利用Routh-Hurwitz判据确定振动同步运动的稳定条件。通过数值分析得到振动同步运动能够稳定运行的最佳参数区间,证明两机两质体振动系统的同步性和稳定性。仿真实验验证了数值分析的正确性。     

微机失步预测保护装置的研究

该文推导了以面积定则为依据的暂态不稳定实时预测判据,提出了随起始功角变化定值自动变化的失步检出阻抗判据,解决了用微处理器实时监视和预测等值的单机无限大母线系统稳定性的技术问题。试验表明装置对静稳储备不足、静稳破坏能正确报警。对暂态不稳定能快速预测并启动控制,从而有效地避免失步。对于动稳破坏或其它原因造成的失步能正确检出,并发出有利于再同步或者解到的指示。     

一类弱耦合时滞系统同步分支周期解的稳定性

利用Floquet指数理论讨论了一类弱耦合时滞系统同步分支周期解的稳定性．研究了当μ=0时系统分支周期解的存在性、稳定性及近似表达式．     

时滞泛函微分方程的某些稳定性定理

给出了时滞泛函微分方程的零解一致稳定性的新判据，Ｖ的上界可以是某些条件下的正函数；对于解的渐近性及渐近稳定性和一致渐近稳定性给出的判据，去掉了方程右端函数ｆ的有界性假设，使Ｖ的上界容许是在某种条件下的常负函数，推广了Ｊ。Ｋ．Ｈａｌｅ的结果，便于应用。     

大间隙环流中Jeffcott转子系统失稳阈的研究

采用 Routh- Hurwitz稳定性准则 ,研究了大间隙环流中 Jeffcott转子系统的失稳阈 .结果表明 :大间隙环流对 Jeffcott转子系统的失稳阈有较大的影响 ,大间隙环流产生的流体动力质量 ma 是导致这种影响的根本原因     

转子系统动静件径向摩擦的振动特征

动静件碰摩是旋转机械中较常见且难以确诊的一类故障．本文分析了具有线性支承和非线性刚度转轴的Ｊｅｆｃｏｔ转子系统发生动静件径向接触摩擦时的振动特征,揭示了其多吸引子共存、拟周期振动、次谐波振动以及分叉等非线性动力行为,得出的结论有助于旋转机械摩擦类故障的准确诊断．图６、参９．     

径向碰摩转子的拟周期运动研究

对具有质量偏心仅考虑径向碰摩力非线性的Jeffcott转子模型,研究了其通向混沌的路径.研究结果发现,发生碰摩故障的转子系统有一条通过拟周期分岔而到达混沌的路径,进一步的研究表明拟周期路径由具有不同频率的模式锁合和分离实现.结论有利于旋转机械故障的识别,同时也为转子系统振动状态的控制提供了一定的理论依据.图2,参6.     

基于多尺度奇异谱分析的转子碰磨诊断的数值仿真

针对从系统时间响应谱分析的角度研究转子碰磨故障的识别和诊断问题,提出了一种新的基于多尺度奇异谱分析的故障诊断方法．该方法首先建立转子碰磨模型,并用龙格一库塔法求解碰磨转子的运动方程得到碰磨转子的时间响应;其次构造了一种简单的多尺度奇异谱分析方法,用不同尺度下的各阶经验正交函数作为分析函数;最后用提出的多尺度奇异谱分析方法分析了碰磨转子和正常转子的时间响应信号．数值仿真结果表明,具有数据自适应的分析函数能够捕获信号的不同特征,通过比较不同阶次的分析函数分析的结果,可以有效地对转子碰磨进行识别和诊断．     

大幅度进动转子与位移限制器碰摩动力行为

为设计合适的位移限制器以限制转子的大幅度进动,需要研究作大幅度进动的转子与限制器碰摩时的动力行为。建立了大幅度进动转子与位移限制器碰摩的动力学运动方程,并用数值积分方法得到了碰摩过程非线性动力响应。分析中采用分段线弹性模型描述带有位移限制器对转子的弹性回复力。设计试验装置实现了激振转子作大幅度进动并与位移限制器碰撞、摩擦的试验。测试结果与理论分析吻合较好,表明采用的转子支承系统瞬态动力学模型及数值方法在分析碰摩转子非线性响应中的有效性。     

间隙环流作用下的转子动力学性能分析

为研究间隙环流对转子动态性能的作用规律,根据流体的连续定理和动量定理建立了描述间隙环流运动规律的偏微分方程组,采用线性摄动方法将间隙环流内流体压力的稳态量和动态量分离,求解得到间隙环流动态作用力的表达式.为验证该流场计算模型,搭建了一个实验装置.使用有限元方法建立实验台干转子的动力学模型,通过实验测试干转子的固有频率,对动力学模型中法兰连接处的接触刚度等参数进行标定.将间隙环流的动态作用力分解为质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵的形式,施加到干转子动力学模型上,得到湿转子的动力学模型.求解该模型得到转子的动力学特征参数对于转子转速的变化规律.通过对间隙环流试验模型进行计算和实验测试,验证了该模型的有效性.研究结果表明,间隙环流能显著降低转子的固有频率,并能够在一定的转速范围内造成转子失稳.     

双盘悬臂转子系统碰磨响应的分叉与混沌特性分析

建立了八自由度16阶的双盘转子在2个盘上分别存在碰磨力情况的运动方程，结合摩擦学Coulomgb模型给出了新的碰磨力表达关系式，分析了双盘转子系统的碰磨现象和非线性响应特性，分析了系统的各种参数对系统分叉的影响和系统进入混沌的通道，发现了由拟周期进入混沌的通道和由阵发性进入混沌的通道，研究表明，支承1与圆盘1间的距离变小或支承2与圆盘2的距离变小容易导致系统不稳定，碰磨刚度或圆盘1的不平衡参数变大将导致系统更加不稳定。     

Jeffcott转子-环流耦合系统动力学建模及分析

基于湍流整体流动理论和摄动分析,建立了Jeffcott转子-环流耦合系统的动力学模型,并以大型屏蔽电机泵转子系统为例,采用复模态分析方法分析了转速、转子偏心和定、转子壁面摩擦效应对转子-环流耦合系统动力学特性的影响.结果表明：环流将导致转子的固有频率大幅下降,并产生模态分叉和跳变;转子偏心将导致转子失稳并使其失稳转速下降;定、转子壁面的摩擦效应能够显著提高转子的失稳转速.