齿轮－转子－滑动轴承系统时变非线性动力特性研究

本文应用求周期解的数值计算方法─—打靶法和判定周期解稳定性的Ｆｌｏｑｕｅｔ乘子研究了齿轮－转子－滑动轴承系统中齿轮啮合时变刚度，滑动轴承非线性特性对转子系统不平衡响应和失稳的影响，并比较了平衡位置失稳和不平衡响应周期解失稳，以及按双轴计算与单轴计算结果的差别，为工程设计理论计算提供基础。     

大型转子—基础—土壤系统的动力分析

本文对大型汽轮发电机组-基础-土壤系统采用模态综合技术进行了动力分析.用弹性半空间理论建立土壤的模型,基础底板则通过弹性薄板的李兹(Ritz)函数近似解的形式来描述.用三维梁单元来建立基础底板以上的框架结构和转子系统的运动方程.此外,还用模态应变能的相对大小,在这种复杂机械结构系统存在的众多固有频率中,区分出哪些是属于主要为转子系统的固有频率,称为“重要振动固有频率”,以确定系统的临界转速.最后,对引进的一台500MW汽轮发电机组的动力特性进行了分析.     

齿轮—转子—滑动轴承系统时变非线性动力特性研究

本文应用求周期解的数值计算方法－打靶法和判定周期解稳定性的Ｆｌｏｑｕｅｔ乘子研究了齿轮－转子－滑动轴承系统中齿轮啮合时变刚度，滑动轴承非线性特性对转子系统不平衡响应和失稳的影响，并比较了平衡位置失稳和不平均响应周期解失稳，以及按双轴计算与单轴计算结果的差别，为工程设计理论计算提供基础。     

非线性转子系统的分叉

本文利用非线性动力学的分析方法，研究了非线性挤压油膜阻尼器支承的柔性转子系统中的分叉特性     

一种确定非线性裂纹转子解的形式的新方法

将小波变换与Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射相结合，即用Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射确定周期解，用谐波小波变换区分拟周期响应和混沌运动，提出了一种分析非线性裂纹转子系统解的形式随参数变化的新方法．结果表明这种方法是非常有效的，它比以前所用的计算Ｌｉａｐｕｎｏｖ指数的方法节约了计算时间，并且较易实施．     

求非线性转子－轴承系统周期响应的一种计算方法

本文把求非线性转子－轴承系统瞬态响应的分块Ｎｅｗｍａｒｋ方法与打靶法结合求系统的周期解，该方法利用了分块Ｎｅｗｍａｒｋ方法求解速度快的优点和Ｊａｃｏｂｉ矩阵求解时每步不需迭代的特点。本文首先给出周期解的求解公式，然后用一个算例，讨论了周期解的稳定性及失稳后的分岔行为。     

转子-轴承系统的非线性分析和计算

对于非稳定载荷下滑动轴承的轴心轨迹计算,霍兰德(Holland)解的方法已在德国广泛应用.本文在霍兰德解的方法基础上,提出了一种新的非线性分析和计算方法。作为计算实例,对全周圆柱轴承支承单质量对称柔性转子系统的计算结果与染谷常雄(Someya)的结果进行了比较,两者基本相符.但本文提出的方法比染谷常雄的方法简捷,可望能较容易地推广到任意滑动轴承支承转子系统的非线性分析和计算中去。     

转子－轴承系统的分叉行为研究

本文完善和改进了求解非线性常微分方程组周期解及分叉特性分析的ＰＮＦ方法，用以有效地分析谐波、次谐波运动和倍周期分叉行为。然后，应用该方法对一个单盘挠性转子－轴承系统的动力行为进行了研究。结果显示运动呈现拟周期分叉、倍周期分叉和切分叉等复杂动力学现象，并与一些理论和实验结论作了比较。     

转子—轴承系统的分叉行为研究

本文完善和改进了求解非线性常微分方程组周期解及分叉特性分析的ＰＮＦ方法，用以有效地分析谐波、次谐波运动和倍周期分叉行为。然后，应用该方法对一个单盘挠性转子－轴承系统的动力行为进行了研究。结果显示运动呈现拟周期分叉、倍周期分叉和切分叉等复杂动力学现象，并与一些理论和实验结论作了比较。     

复杂非线性转子—轴承系统动力特性数值分析

研究非线性高维复杂转子－轴承系统的动力特性。针对系统的局部非线性特征,给出了一种降阶及配套动力积分方法。降阶系统仍保持局部非线性特征,非线性响应数值积分所需的迭代只需在局部非线性的维数上执行。对于油膜力无封闭解的实际轴承,采用变分不等方程有限元法求解Reynolds边值问题,使得油膜力及其Jacobian矩阵的计算变得非常简单明了且与具有协调一致的精度。应用上述方法计算分析了一双跨、椭圆轴承－转子系统的不平衡响应,数值结果展现了系统丰富复杂的非线性现象。     

Nonlinear Modal Analysis of Structural Systems Using Multi-Mode Invariant Manifolds

In this paper, an invariant manifold approach is introduced for the generationof reduced-order models for nonlinear vibrations of multi-degrees-of-freedomsystems. In particular, the invariant manifold approach for defining andconstructing nonlinear normal modes of vibration is extended to the case ofmulti-mode manifolds. The dynamic models obtained from this technique capture the essential coupling between modes of interest, while avoiding coupling fromother modes. Such an approach is useful for modeling complex systemresponses, and is essential when internal resonances exist between modes.The basic theory and a general, constructive methodology for the method arepresented. It is then applied to two example problems, one analytical andthe other finite-element based. Numerical simulation results are obtainedfor the full model and various types of reduced-order models, including theusual projection onto a set of linear modes, and the invariant manifoldapproach developed herein. The results show that the method is capable ofaccurately representing the nonlinear system dynamics with relatively fewdegrees of freedom over a range of vibration amplitudes.     

迷宫密封转子系统非线性动力稳定性的研究

研究迷宫密封对转子系统动力稳定性的影响，迷宫密封的气动力采用Muszynska非线性力模型，计算了单盘Jeffcott转子非线性动力学特性。对Jacobi矩阵的分析表明，在密封力的影响下，转子达到一定转速后开始失稳，发生Hopf分岔，进入周期涡动状态，涡动幅度随转速的提高而增大，提高到一定程度，密封和转子发生碰摩，采用Runge-Kutta法数值模拟了转子的轴心轨迹。最后分析了迷宫密封的物理和结构参数对系统运动特性的影响。     

Nonlinear Dynamic Analysis of MEMS Switches by Nonlinear Modal Analysis

A nonlinear modal analysis approach based on the invariant manifoldmethod proposed earlier by Boivin et al. [10] is applied in this paperto perform the dynamic analysis of a micro switch. The micro switch ismodeled as a clamped-clamped microbeam subjected to a transverseelectrostatic force. Two kinds of nonlinearities are encountered in thenonlinear system: geometric nonlinearity of the microbeam associatedwith large deflection, and nonlinear coupling between two energydomains. Using Galerkin method, the nonlinear partial differentialgoverning equation is decoupled into a set of nonlinear ordinarydifferential equations. Based on the invariant manifold method, theassociated nonlinear modal shapes, and modal motion governing equationsare obtained. The equation of motion restricted to these manifolds,which provide the dynamics of the associated normal modes, are solved bythe approach of nonlinear normal forms. Nonlinearities and the pull-inphenomena are examined. The numerical results are compared with thoseobtained from the finite difference method. The estimate for the pull-involtage of the micro device is also presented.     

求解非线性动力系统周期解大范围收敛方法

对于多自由度非线性动力系统,提出一种求解周期解的大范围收敛方法,这种算法对处理非线性动力系统有较强的功能。结合数值延拓算法,为求解具有系统参数的非线性动力系统在整个系统参数范围内的周期解提供了有效的方法。     

用非线性模态综合法模拟碰撞接触区应力

本文从振动分析的观点出发,研究了线弹性系统的碰撞问题.文中借助有限元方法确定参与碰撞之系统的动力学特性,然后应用非线性模态综合法对碰撞过程进行模拟计算,得到了接触面皮下微深处的应力分布及其随时间变化的规律.文中指出:只要有碰撞存在,接触表面的挤压应力就一定能够超过材料的线弹性极限而出现塑性变形或破坏.     

滚动轴承-偏置转子系统动力特性数值分析与实验研究

应用有限元法建立偏置转子的计算模型,采用考虑轴承Hertzian接触力和内间隙等非线性因素的二自由度滚动轴承模型,建立了滚动轴承-偏置转子系统的非线性动力学模型.通过数值仿真和实验研究分析了转子系统的非线性动力特性.实验数据和有限元模型计算结果是一致的,证实了所建立滚动轴承-转子系统非线性模型的合理性.发现由于滚动轴承非线性因素的影响,当转速达到系统共振转速的两倍附近时,激起了系统亚谐共振.     

Performance of Nonlinear Vibration Absorbers for Multi-Degrees-of-Freedom Systems Using Nonlinear Normal Modes

Linear vibration absorbers are a valuable tool used to suppressvibrations due to harmonic excitation in structural systems. Whilelimited evaluation of the performance of nonlinear vibrationabsorbers for nonlinear structures exists in the literature forsingle mode structures, none exists for multi-mode structures.Consequently, nonlinear multiple-degrees-of-freedom structures areevaluated. The theory of nonlinear normal modes is extended toinclude consideration of modal damping, excitation and smalllinear coupling, allowing estimation of vibration absorberperformance. The dynamics of the N +1-degrees-of-freedom system areshown to reduce to those of a two-degrees-of-freedom system on afour-dimensional nonlinear modal manifold, thereby simplifying theanalysis. Quantitative agreement is shown to require a higher-order model which is recommended for future investigation.     

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。