大自由度的转子—滑动轴承系统非线性动力学分析（Ⅱ）

本文以作者提出的关于大自由度的转子－轴承－基础系统的非线性动力学计算方法，详细地考察了转子轴承系统百性的稳定性问题，其中主要包括：不平衡质量大小和分布对转子轴承系统稳定性的影响；某些转子轴承系统，当其转速高于失稳转速时，转子轴心可涡动于一个小的轨迹而不发散的现象之之原因的探索；多跨转子轴承系统在不同类别大激励下的动力性态研究等，仿真计算的结果与对比性的实验结果较为吻合。     

大自由度的转子－滑动轴承系统非线性动力学分析

本文以研究多跨转子－滑动轴承系统在大激励下的动力性态为目标，提出了一套新的关于大自由度的转子－轴承－基础系统的非线性动力学计算方法．其中引入块三对角矩阵追赶法求解上述问题构成的大型矩阵；提出中心差分法＋Ｈｏｕｂｏｌｔ法的预估计－校正时间积分法，以解决二阶隐式非线性方程的时间积分问题；系统方程在物理坐标ｘ和ｙ上的“解耦”，使计算速度和计算精度得以进一步的提高．本文介绍了系统初始位移值的计算方法、计入基础参振的计算方法和非线性油膜力数据库的应用上述方法为大自由度的多跨转子－油承－基础系统的非线性动力学性态的研究提供了一种高效、高精度的计算工具．     

火箭发动机液氢涡轮泵转子-密封系统的非线性动力稳定性

研究了不平衡激励下密封对火箭发动机液氢涡轮泵转子系统非线性动力稳定性的影响；采用Muszynska模型描述密封流体激振力，根据Timoshenko梁-轴有限元模型离散化转轴，建立了实际液氢涡轮泵转子-密封系统的非线性有限元模型；结合Floquet理论和打靶法，分析了该不平衡系统的动力稳定性和非线性行为。研究表明：密封诱发的次同步进动造成的系统失稳破坏首先发生在涡轮端轴承；轴承阻尼、密封轴向雷诺数和密封长度对系统临界失稳转速有显著影响，随着轴承阻尼和密封轴向雷诺数的增大，系统临界失稳转速增加，随着密封长度的增加，临界失稳转速逐渐变小。     

在滑动轴承转子系统中挤压油膜阻尼器的减振特性分析

研究了挤压油膜阻尼器在具有滑动轴承支承的非线性转子动力系统中的减振特性．首先分析了滑动轴承－转子非线性动力系统的稳定性及分岔行为．研究表明：在较大不平衡量作用下，系统易发生倍周期分岔、准周期分岔，失稳转速较低．然后分析了加入挤压油膜阻尼器后的滑动轴承－转子非线性动力系统的稳定性及分岔行为．分析表明：挤压油膜阻尼器的加入，有效地改变了系统的分岔行为，提高了失稳转速，特别是在较大不平衡量作用下，其效果更加明显     

单圆盘对称粘弹性转子轴承系统的动力分析

采用单圆盘对称粘弹性转子轴承系统的运动模型，计算了有限长滑动轴承的非线性油膜力，利用四阶龙格－库塔法求解其运动方程，模拟出轴颈与圆盘的运动状态（位移和速度），采用线性油膜力分析了系统的线性失稳转速，采用非线性油膜力分析了平衡转子在不同转速下的稳态解，计算了转子轴承系统的不平衡响应，并分析了偏心激励对运动状态影响的复杂性，研究表明，只有在小偏心激励的情况下，采用线性油膜力计算不平衡响应才是可行的。     

具有陀螺效应的转子—轴承系统的非线性动力学行为

考虑了不对称刚性转子的陀螺效应,建立了转子—轴承系统的动力学模型。将Wilson-θ法改进并结合预估—校正机理,得到了一种求解转子—轴承系统非线性动力学响应的方法。运用该方法求解了不对称刚性转子—轴承系统的非线性动力响应,将计算结果与Runge-Kutta法的计算结果进行比较,表明该方法具有很高的精度。运用Floquet分岔理论分析了系统周期运动的稳定性及其分岔行为。     

推力轴承对柔性转子系统的非线性动力影响

针对推力轴承支承下,推力轴承对柔性转子系统的稳定性影响问题,考虑转子的倾斜后得到了推力轴承提供的非线性力和力矩,建立了单盘柔性转子系统的有限元模型.将转子的轴向和横向运动方程相结合,对其线性自由度进行缩减后形成了整个系统的动力方程,运用打靶法和Floquet稳定性分叉理论,分析了推力轴承以及圆盘质量偏心对整个系统的非线性动力影响.数值结果表明,推力轴承对整个系统运行的稳定性和分叉行为有很大影响,推力轴承延迟了系统周期解的分叉,提高了临界转速和失稳转速,降低了转子共振振幅,因此推力轴承有助于转子系统的稳定运行.     

油膜失稳涡动极限环特性的Hopf分叉分析法

由于当转子转速超过失稳门槛后，涡动轨迹逐渐加大，轴承中的油膜力呈现强烈的非线性特性，这时仍用特征值法来预测此系统的动力特性是不行的；如用时域积分法求其涡动轨迹又不能透彻地研究涡动的机理及特性。利用Ｈｏｐｆ分叉分析法，研究了涡动的非线性现象，得到了刚性转子有限长轴承系统的极限环及其稳定性的判据条件，并把其推广到了研究转子在大涡动条件下系统周期介的特性。这为研究非线性涡动的特性开辟了道路，同样这种分析方法亦适合于柔性转子系统的极限环特性分析     

大型转子—滑动轴承系统运动稳定性的研究

首次运用大系统稳定性理论及方法研究了大型转子－滑动轴承系统的稳定性问题。着重于刻划转子－轴承系统稳定性的定性性能及方法学；定义，引入并解释了描述系统稳定性的性能指标及其物理意义；探讨解决机械系统目前常用的一些传统稳定性分析方法难以解决的问题。     

大自由度的转子—滑动轴承系统非线性动力学分析

本文以研究多跨转子－滑动轴承系统在大激励下的动力性态为目标，提出了一套新的关于大自由度的转子－轴承－基础系统的非线性动力学计算方法。其中引入块三对角矩阵追赶法求解上述问题构成的大型矩阵；提出中心差分法＋Ｈｏｕｂｏｌｔ法的预估计－较正时间积分法，以解决二阶隐式非线性方程的时间积分问题；系统方程在物理坐标ｘ和ｙ上的“解耦”，使计算速度和计算精度得以进一步的提高。本文介绍了系统初始位移值的计算方法、计入     

20万千瓦汽轮发电机组转子轴承系统稳定性研究

在已知滑动轴承动力特性的8个系数的基础上,通过计算来预报转子轴承系统失稳转速及稳定裕度.从理论上比较了用不同沟槽结构参数的椭圆轴承支承的转子轴承系统的阻尼变化趋势,定量地判断了系统的失稳转速,并研制了计算程序,对20万千瓦汽轮发电机组转子轴承系统稳定性进行了理论分析和计算.     

椭圆轴承-转子系统快速运动状态分析

基于滑动轴承油膜力数据库的连续性分析，建立了椭圆轴承非线性油膜力的神经网络计算模型，该模型采用混沌扰动的BP算法训练网络，其计算结果吻合于数值解，和数据库计算方法相比，提高了计算效率，将油膜力的网络模型用于椭圆轴承－转子系统的运动方程中，可快速准确地获得系统的运动状态，在不同转速下，系统表现出同步周期运动，倍周期运动，拟周期运动或混沌等曲型的非线性运动特性，应实例表明，该模型可有效地用于旋转机械非线性动力学问题的研究。     

电磁轴承控制系统参数与刚度、阻尼的关系

针对轴承－转子－控制器组成的主动型电磁轴承系统，分析了其控制系统的稳定性，提出了具有实际意义的三种刚度及阻尼定义．计算机辅助分析提供了分析电磁轴承系统动态性能及复刚度的理论依据．所得结果均和一个五自由度控制磁悬浮轴承系统的实验结果相一致．     

带有油膜轴承的裂纹轴转子系统故障特征分析

通过大量仿真计算，对于带有油膜轴承的裂纹轴转子系统的故障特征进行了较为全面的论证．这些特征是通过三维频谱、转速-振幅特性和周期分岔特性来表达的．除了分析裂纹轴转子系统的基本故障特征外，还重点分析了作为故障特征的一个重要方面的非线性行为．为诊断转子系统裂纹故障提供了理论依据．     

电磁轴承－转子系统稳定性分析与控制器参数设计

以多质点离散转子为对象，采用对数衰减率作为指标，判别电磁轴承－转子系统的稳定性；分析讨论了控制器各参数对系统各阶模态对数衰减率及固有频率的影响，由此从稳定性出发来指导控制器的参数设计．所采用的分析方法较过去单质点转子及极点配置法更精确和接近于实际转子系统     

考虑轴承热效应的转子非线性运动瞬态分析

研究了油膜热效应对滑动轴承非线性动力学特性的影响。给出了考虑油膜热效应的滑动轴承非线性油膜力的计算方法，用热量平衡法确定油膜平均温度，并把平均温度引入等温情况下的轴承非线性运动瞬态分析中，以实际轴承为例，对考虑热效应的转子－轴承系统的非线性不平衡响应进行了瞬态分析，得到了轴心运动轨迹，并与等温情况瞬态分析的计算结果进行了对比，通过一系列对比研究发现，轴承热效应对轴承的非线性动力学性能有重要影响，引入平均温度后可以减小不考虑热效应所引起的误差。     

具有非线性油膜力的滑动轴承转子系统振动特性研究

本文为研究非线性油膜力和轴承外弹性阻尼对流体动压滑动轴承转子系统的振动特性的影响,按单圆盘挠性转子模型,建立了非线性运动方程式,并据此发展了一个RKP 程序.这个程序能够处理各向同性和不同性轴承外弹性阻尼的影响,又能处理可能施加于轴承上的多种外界干扰,并能适应从圆柱轴承到特殊孔形固定瓦轴承非线性油膜力的需要.文中介绍了利用这个程序计算已经得到的结果.结果显示有可能利用外弹性阻尼支承结构抑制系统振动,使系统能在通常意义下的“线性失稳”界限以上的转速下工作.     

弹性摆动瓦气体润滑推力轴承——转子系统的稳定性分析

对弹性摆动瓦气体的润滑推力轴承－转子系统的稳定性进行了分析计算了这种轴承的线性气膜刚度系数和阻尼系数,并对线性情况下轴向瞬态响应作了分析,计算,给出了计算工线和高速转子系统的稳定性判据,为推力轴承－转子系统的可靠性评估提供了依据。     

高速电机转子临界转速计算与振动模态分析

采用3D有限元方法,计算磁力轴承转子系统临界转速并分析振动模态,利用磁悬浮转子系统自身悬浮特性进行激振实验,确定有限元模型中磁力轴承支承刚度,有限元法计算的临界转速与转子系统实际运行临界转速相一致.研究表明,磁力轴承刚度对转子临界转速影响很大,可以通过改变磁力轴承刚度和转子材料来调整临界转速;为了避免转子超越弯曲模态的临界转速,转子轴伸长度应控制在安全范围内.     

300MW发电机组转子密封轴承系统振动特性分析与测量

用多跨多轴承转子系统动力响应有限元—传递矩阵法建模，计算了发电机—励磁机转子及轴承密封环系统的瞬态动力响应。对密封环的动力特性及其对转子振动的影响进行了分析和计算。通过现场实测，证实某引进型３００ＭＷ发电机轴承处振动超差的主要原因是三个：１）励磁机轴系临界转速过于靠近工作转速；２）密封环动力响应的影响；３）轴系三支点的结构使得励磁机一阶模态与发电机二阶模态耦合