基于Reynolds边界的滑动轴承动力学系数的计算及应用

运用有限元方法,在不需要额外求解Reynolds方程的情况下,求解了具有Reynolds边值条件的流体润滑问题,使得同时完成动力积分过程中非线性油膜力及影响Floquet乘子求解的油膜力Jacobian矩阵的计算成为可能;运用打靶法及预估-校正和打靶法相结合的延续算法考察了轴承-转子系统的非线性不平衡响应及其随轴承设计参数改变而出现的分岔现象,实现了计算量的有效减少。     

基于可观测状态的轴承-转子系统周期解计算及稳定性分析

分析了轴承-转子系统的稳定性和分岔,基于系统可观测状态信息给出1种求解系统周期解及识别周期解稳定性的方法,同时将该方法与Floquet理论相结合分析系统周期解的稳定性及失稳分岔形式,将转速作为分岔参数分析系统响应的周期、拟周期、多解共存和跳跃现象.结果表明,采用该方法计算系统周期解及稳定性时,利用系统可观测稳态和瞬态信息,即可求解出系统Jacobian矩阵而无需实时求解轴承非线性油膜力的Jacobian矩阵.与传统PNF方法相比,该方法不仅具有很高的精度而且可以节约计算量,同时可以预测追踪随控制参数变化的系统周期解及其稳定性,可用于指导轴承-转子系统的非线性动力学设计.     

滑动轴承-转子系统动力学研究若干成果

本文介绍近年来我们在滑动轴承-转子系统动力学理论和应用研究的若干结果：1．低频振动失稳机理：Hopf分岔；2．稳定裕度问题；3．非稳态分岔和碰摩；4．两跨转子实验中的双低频现象；5．轴系-支撑内共振与机组故障综合治理；6．非线性传递函数动平衡法。     

具有局部非线性动力系统周期解及稳定性方法

对于具有局部非线性的多自由度动力系统，提出一种分析周期解的稳定性及其分岔的方法该方法基于模态综合技术，将线性自由度转换到模态空间中，并对其进行缩减，而非线性自由度仍保留在物理空间中在分析缩减后系统的动力特性时，基于Ｎｅｗｍａｒｋ法的预估－校正－局部迭代的求解方法，与Ｐｏｉｎｃａｒé映射法相结合，推导出一种确定周期解，并使用Ｆｌｏｑｕｅｔ乘子判定其稳定性及分岔的方法     

滑动轴承-转子系统非线性裂纹故障特征及其实验研究

由于材料缺陷以及疲劳运转等多种因素，轴承-转子系统常出现轴上裂纹故障，进一步发展会产生断轴巨大事故。本文考虑滑动轴承支承的单盘转子系统，分析轴上裂纹对系统振动特性的影响，并采用谐波小波变换技术分析实验结果，结果表明在充分考虑支承条件的基础上，裂纹的存在不仅在频域上出现了亚频、超频的频率分量，在时域上也有明显的奇异现象。说明谐波小波变换作为时域分析的有力工具，可以用于滑动轴承-转子系统裂纹故障的早期诊断。     

磁浮轴承-转子系统非线性动态特性分析

考虑非线性电磁力对刚性Jeffcott转子系统的影响，采用Hopf分岔理论及CPNF法对系统平衡点解和周期解进行研究，数值仿真得到系统Jacobi矩阵特征值、轴心轨迹图和Poincare映射图。转子运动呈现Hopf分岔、倍周期分岔及拟周期运动等复杂的非线性动力学特征，其结果可为磁浮轴承-转子系统设计和运行状态控制提供理论依据。     

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。     

有限宽轴承-转子系统非线性行为研究

利用平均本征值法求得有限宽轴承的油膜力．以刚性Jeffcott转子为研究对象，借助数值积分并结合Poincare映射研究了轴承-转子系统的非线性动力学行为．所得结果为平均本征值法用于同类型的工程实际问题打下了一定的基础．     

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。     

转子系统非线性动力学DEM建模研究

将DEM方法引入转子系统非线性动力学的分析计算,对其建模过程和有关本构关系,作了比较详尽的介绍。该模型可用于碰摩、弯曲振动和扭转振动等转子系统的大部分动力学和运动学问题分析计算,不仅适用于单跨转子系统,也适用于多跨转子系统,尤其是在碰摩计算时,可考虑其摩擦特性随时间历程而变的特点,从而使分析计算更加接近实际情况。     

弹性支承滑动轴承不平衡转子系统非线性动力稳定性和分岔的研究

研究弹性支承滑动轴承不平衡转子系统的稳定性及分岔特性。建立了弹性支承-滑动轴承-转子非线性动力系统的力学模型，在油膜力非线性的情况下，应用数值模拟，采用打靶法计算了刚性转子系统的周期解，并与龙格-库塔法计算的结果进行了对比，依据Floquet理论，分析了周期解的稳定性，再结合龙格-库塔法、Poineare映射法作出了系统运动分岔图。最后，讨论了轴的柔性对转子系统运动稳定性的影响。     

不同设计参数下螺旋槽径向液体润滑轴承油膜稳定性的比较计算

采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法求解油膜压力的雷诺方程和扰动压力的摄动方程,并分析了螺旋槽径向液体润滑轴承的动态性能。采用逐步修正的迭代法实现正压力区和油膜破裂区交界处的雷诺边界条件。在不同参数下比较了螺旋槽轴承油膜不产生涡动的转轴临界质量Ｍｃ,并进行了参数的比较计算,发现合理地选择参数可以得到良好的油膜稳定性,甚至可达到绝对稳定。     

随动耦合变阶梯径向滑动轴承动力特征及稳定性的研究

用有限差分法循环迭代求解了随动耦合变阶梯结构径向滑动轴承油膜压力的雷诺方程和两阶段油膜耦合变阶梯结构的流量控制方程。在分析轴承油膜压力形成机量及静力特性的基础上,采用对位移和速度的小扰动法计算了轴承的动力特性系数,考察了运转参数对这种轴承承载特性、动力特性系数、等效刚度、界限涡动比以界限失稳转速的影响,结果发现合理地选择设计参数可以使这种轴承具有较好的静力特性、动力特性和稳定性。     

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。     

On the effects of a compressible viscous lubricant on the load‐bearing capacity of a journal bearing

A compressible viscous isothermal model is presented for studying journal‐bearing lubrication. The viscosity in the model thickens with increasing density. The governing equations are written in terms of velocity, the natural logarithm of the density and the kinematic extra‐stress tensor. A semi‐Làgrangian treatment of the material derivatives is combined with a spectral element discretization in space. The roles of the speed of sound and the eccentricity ratio on the load‐bearing capacity of the journal bearing are investigated. Compressibility is shown to enhance the load‐bearing capacity and this effect is amplified as the eccentricity ratio approaches unity. It is shown that for speeds of sound in the region of those of multigrade oils, the dominant component of the force on the journal acts along the line joining the centres of the bearing and journal and in the direction away from the narrow gap. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

非牛顿流体有限长粗糙轴承分析

本文采用H.Christense力提出的随机粗糙模型,推导了幂律型流体纵向粗糙型和横向粗糙型润滑雷诺方程和相应的承载力、流量系数和摩擦系数的计算公式.对有限长动载径向轴承纵向粗糙型雷诺方程,用差分方法进行数值求解,得到了粗糙度和幂律指数对轴承的压力分布、承载力、流量系数和摩擦系数影响曲线,并有表面粗糙度和润滑油的非牛顿特性独立地影响轴承油膜力学特性的结论.     

C- METHOD AND ITS APPLICATION TO ENGINEERING NONLINEAR DYNAMICAL PROBLEMS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｏｎｓｉｄｅｒｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｙｓｔｅｍｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｂｙｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎ : ｘ=ｆ(ｘ) ,( 1 )ｗｈｅｒｅｘａｎｄｆａｒｅｎ＿ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅａｌｖｅｃｔｏｒｓ,ａｎｄｔｈｅｄｏｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｔｉｍｅ ,ｔ.Ｓｕｐｐｏｓｅｔｈａｔｘ=ｕ(ｔ)ｉｓａｐｅｒｉｏｄｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＥｑ .( 1 )ｗｉｔｈｐｅｒｉｏｄｉｃ,ｓａｙ ,Ｔ .ＫｒｙｌｏｖａｎｄＢ…     

Stability and Bifurcation Analysis of a Modified Geometrically Nonlinear Orthotropic Jeffcott Model with Internal Damping

In this paper, a modified Jeffcott model is proposed and studied in order to shed light into the dynamics of a complex system, the Short Electrodynamic Tether (SET), which is similar to an unbalanced rotor. Due to the internal damping, a geometrically linear SET model appears to be unstable as predicted by the linear rotordynamics theory. Some studies in the field of rotordynamics suggest that this instability caused by internal damping do not appear if geometric nonlinearities are taken into account in the system equations of motion. Stability and bifurcation analysis have been carried out on the modified Jeffcott model, which accounts for geometric nonlinearities, orthotropy in the shaft's cross section, and a viscous damping-based internal damping model. The stability results analytically obtained have been compared with a nonlinear multibody model by means of time simulations and good agreement has been found.