亚临界情形下非线性裂纹转子的分叉与浑沌

分析非线性涡动裂纹转子中刚度变化比ΔＫ，裂纹角β，不平衡参数Ｕ对系统分叉及浑沌行为的影响。在转速区Ω＝２Ωｃ／３附近，当ΔＫ较大时，会出现分叉及浑沌现象，β对这些行为有很大影响，在Ω＝Ωｃ／２附近，当ΔＫ很大时，无论β为何值，将由拟周期通向浑沌，Ｕ作为一种外部因素，将使系统的非线性行为得到激发或抑制。     

汽轮机转子在气流力和油膜力作用下的非线性动力学特性

为了分析转子在油膜力和气流激振力共同作用下的非线性振动特性，本文以短轴承支撑的不平衡刚性对称Jeffcott转子系统为研究对象，首先分析转子在非稳态油膜力作用下的振动特性，然后分析转子在油膜力和气流激振力共同作用下的非线性振动特性。采用数值模拟的方法研究了系统的分岔和混沌特性，计算结果表明，考虑气流激振力和油膜力共同作用下的转子系统与仅考虑油膜力的转子系统相比，在相对进气速度v=30m／s时，随着无量纲转速ω的增加。二者都出现了周期运动和混沌运动多次交替出现的复杂运动特性，但是前者首次出现倍周期分岔和混沌运动时的转运提前，在定转速情况下，随着v的增大，系统最终在经历周期运动之后进入混沌运动，而且圆盘中心的最大振幅随着v的增大而增大。     

转子—轴承系统油膜失稳的迟滞现象分析

本文利用常微分方程的伪弧长延拓算法,对短轴承模型弹性系统进行分析,画出了无偏心情况下系统的分岔图,反映出超过失稳转速后油膜力引起的涡动存在着迟滞现象。同时利用数值积分算法,对存在偏心激励的系统进行分析,该理论分析可对已有的此类实验现象的解释提供参考。     

动态油膜-柔性转子的分岔与混沌

研究非稳态动载短轴承支撑的Jeffcott柔性转于系统的动力特性,将转速比、不平衡量、阻尼比、黏度作为控制参数,利用Floquet乘子预测周期解的局部稳定性,通过Lagrange插值精细积分法给出系统运动的数值结果并预测系统的长期性态,显示系统在4个参数组合的某些范围内还存在多形式次谐波解,以及由倍周期分岔、二次Hopf分岔通往混沌的现象.将动态油膜力模型和稳态油膜力模型的数值结果进行比较,表明动态非线性油膜力模型的合理性.     

非线性呼吸行为对带横向裂纹Jeffcott转子稳定性的影响

在分析现有力学模型局限性的基础上,考虑转子在失稳转速附近复杂的涡动状态,构建了不依赖于重力占优假设的含横向裂纹的Jeffcott转子的通用运动方程和一种拟合的裂纹呼吸模型。根据Floquet稳定性理论,用打靶法分析了该裂纹转子模型运动的稳定性。结果表明,刚度相对变化量、系统阻尼、裂纹相位角等系统参数对模型的运动稳定性都有较大影响,特别是裂纹相位角对稳定性的影响很复杂;在临界转速附近,裂纹的非线性呼吸行为可以提高转子的稳定性,且改变了失稳发散的行为;在亚临界转速附近,裂纹的非线性呼吸行为会降低转子的稳定性,使周期运动发生结构失稳。     

一类非线性油膜轴承—转子系统的碰摩数值分析

本文结合非线性油膜力模型和碰摩速度跃迁公式,建立了描述非线性油膜轴承-转子系统碰摩的刚性约束非光滑模型。通过数值模拟,得到了该系统随转动角频率及油膜特性参数变化发生碰摩的分岔特性,并揭示出转子系统的碰摩与油膜振荡的1/2亚谐共振有密切关系。     

裂纹转子振动特性分析

以具有刚性支承的水平Jeffcott裂纹转子为研究对象,考虑涡动的影响,建立了裂纹转轴在固定坐标系中的刚度矩阵,推导了裂纹转子振动的运动方程,并通过数值方法分析了其动态特性.数值分析表明:裂纹转子振动响应中出现1X、2X、3X……分量,且当Ω＝1/2、1/3…时,2X、3X…分量分别达到最大值;转子的中心轨迹形状随Ω变化而变化.当β=0～π逐渐增大时,响应中1X分量显著减小.考虑弯扭耦合振动时,振动响应中出现一些新的频率成分.同步激励的情况下,当ω＝ωN/n(n＝2,3,4,…)时,扭转振动响应中nX分量也达到最大值.     

裂纹转子的弯扭耦合振动特性分析

研究了裂纹转子的弯扭耦合振动特性,分析了扭转对弯曲振动的影响,数值分析结果表明,在某些情况下扭转振动的耦合使变曲振动转子的裂纹特征消失,对转子水裂纹故障的早期预报与诊断不利,     

考虑密封的悬臂转子系统的裂纹故障分析

以双盘悬臂立式转子-轴承系统为研究对象，建立了系统运动微分方程，并用数值方法分析了在非线性密封力和非线性油膜力作用下的裂纹转子的动力学特性。分析表明，在一定深度裂纹下，转子系统响应随不同角频率比表现出复杂的非线性现象，出现了周期k运动、拟周期运动和混沌运动等多种运动形式。在一定角速度时，工作在远离临界角速度区的转子系统对裂纹非常敏感，而工作在近临界角速度区的转子系统对裂纹不是特别敏感，但是裂纹对它的运动状态影响较大。该研究结果为该类转子-轴承系统的安全运行与故障诊断提供了一定的理论参考。     

挤压油膜阻尼器的非线性特性研究

首先借助Reynolds方程导出挤压油膜的压力分布,然后采用二系数法分析挤压油膜阻尼器的非线性特性．理论分析和实例计算的结果都表明：它的刚度系数和阻尼系数都是非线性变化的,是一个高度非线性的元件,用二系数法对其进行线性化会产生很大的误差．     

裂纹转子分岔、混沌行为研究

分析非线性涡动中裂纹转子在裂纹存在和裂纹扩展两种情形下的典型非线性动力学行为--混沌和分岔现象.在2/3倍临界转速区,裂纹深度浅于R/2的裂纹转子有分岔和拟周期响应出现;深度超过R/2的裂纹转子会出现分岔及混沌现象.裂纹角β对这些非线性动力学行为有很大影响.     

ANALYSIS OF THE CHAOTIC MOTION FOR A ROTOR SYSTEM WITH A TRANSVERSE CRACK

The chaotic motion of an elastic shaft-disk rotor system including the geometricnonlinearity of the shaft with a transverse crack is investigated.The critical condition for thesystem to enter chaotic state is given by the Melnikov method.Meanwhile,whether the chaosoccurs is determined by the Poincaré map,phase portrait and time-displacement history diagram.     

NONLINEAR NUMERICAL ANALYSIS OF A FLEXIBLE ROTOR EQUIPPED WITH SQUEEZE COUPLE STRESS FLUID FILM JOURNAL BEARINGS

This study performs a dynamic analysis of a rotor supported by two squeeze couple stress fluid film journal bearings with nonlinear suspension.The numerical results show that the stability of the system varies with the non-dimensional speed ratios and the dimensionless parameter l*.It is found that the system is more stable with higher dimensionless parameter l*. Thus it can conclude that the rotor-bearing system lubricated with the couple stress fluid is more stable than that with the conventional Newtonian fluid.The modeling results thus obtained by using the method proposed in this paper can be used to predict the stability of the rotor-bearing system and the undesirable behavior of the rotor and bearing center can be avoided.     

具不对称粘弹性支承弹性盘轴转子系统的非线性动力稳定性分析

考虑轴和盘的质量及轴的几何非线性,建立了在周期轴向载荷作用下具不对称粘弹性支承弹性盘轴转子系统的非线性动力学方程．基于Lyapunov运动稳定性理论和Floquet判据,对系统的线性和非线性动力稳定性进行了分析．     

ANALYSIS OF THE DYNAMIC BEHAVIOR OF A GRIFFITH PERMEABLE CRACK IN PIEZOELECTRIC MATERIALS WITH THE NON-LOCAL THEORY

The dynamic behavior ofa Griffith permeable crack under harmonic anti-plane shearwaves in the piezoelectric materials is investigated by use of the non-local theory.To overcome themathematical difficulties,a one-dimensional non-local kernel is used instead of a two-dimensionalone for the anti-plane dynamic problem to obtain the stress and the electric displacement near thecrack tips.By means of Fourier transform,the problem can be solved with a pair of dual integralequations that the unknown variable is the jump of the displacement across the crack surfaces.These equations are solved with the Schmidt method and numerical examples are provided.Con-trary to the previous results,it is found that no stress and electric displacement singularities arepresent at the crack tip.The finite hoop stress and the electric displacement depend on the cracklength,the lattice parameter of the materials and the circle frequency of the incident waves.Thisenables us to employ the maximum stress hypothesis to deal with fracture problems in a naturalway.     

多油楔轴承支承的转子系统在临界转速与失稳转速之间的半频振动

本文分析了多油楔轴承支承的单质量对称转子系统的非线性振动和稳定特性,研究了临界转速与失稳转速之间半频振动产生原因及其危害性.本文提出的计算方法和计算结果可供设计、计算和应用时参考.     

油膜支撑双盘转子-轴承系统周期运动稳定性与分岔

建立了考虑油膜支撑的双盘转子-轴承系统多自由度模型, 将与Newmark结合的延拓打靶法应用到多自由度系统的周期稳定性分析中. 主要研究双盘转子-轴承系统在转盘偏心量、偏心初始相位、轴承间隙、润滑油动力黏度以及轴承长径比5个参数域内的变化规律,得到一些有益结论: 该系统的周期运动主要以倍周期或拟周期分岔而失稳; 采用较小的转盘偏心量或增大转盘的初始偏心相位差可以提高失稳转速; 为抑制系统过早失稳, 应适当提高轴承长径比和尽可能采用较小的轴承间隙; 在选用润滑油时, 并非其动力黏度越大越好, 动力黏度较小的润滑油反而可以适当提高系统失稳转速. 研究方法和结果为相关及更为复杂的转子-轴承系统的稳定性设计及振动控制提供了理论参考.      

非线性转子-机匣系统的分岔行为研究

建立了一类非线性转子-机匣系统的碰摩模型.应用数值分析的方法对其进行研究,得到了不同参数变化下系统响应随转速变化的分岔图,分析了系统参数变化对分岔过程的影响,并作出了在相应参数状态和特定转速下的Poincare截面图,揭示系统参数变化对非线性碰摩转子-机匣系统分岔特性的影响.     

非惯性参考系中弹性薄板动力系统在纵横振动相互耦合时的全局分岔及混沌性质

讨论非惯性参考系中弹性薄板动力系统１∶１内共振时的全局分岔及其混沌性质．首先对系统的奇点进行了分析，进而得到了奇点附近同宿轨的参数方程，再用Ｍｅｌｎｉｋｏｖ方法研究了系统的同宿轨分岔及其混沌运动．研究表明，对各种不同共振情形，系统将由同宿轨分岔过渡到混沌运动．最后用数值仿真证实了理论分析的结果．