弹性转子-轴承系统的非线性动力学研究.pdf

，”……’、 2试t·研究； 、。…ⅢⅢ一 弹性转子 一轴承系统的非线性动力学研究 张新江1。武新华1．吴小#2 (1．哈尔滨工业大学．黑龙江暗尔滨150001；2．哈尔滨汽轮机有限责任公司，黑龙江哈尔滨150040) 摘要：以转子动力学和非线性动力学理论为基础，针对非践性弹性转子一轴承系统的具体 特点，用打靶法对采用短轴承模型的弹性转干一轴承系统的周期解进行了求解，并用数值积分和 庞加莱映射方法对其动力学特性随莱一参数变化时稳定性的改变进行了分析，计算结果表明，系统 具有发生倍周期分又及概周期运动的可能。用数值方法得到系统在某些参数域中的分又图，直观显 示了系蜿在某盛参数城中的运行状态。 关曩词：转子动力学；转子一轴承系统；稳定性；分叉 中田号：THl33．3 文献标识码：A 1 引育 I”一：小：(”柚+去正 转子一轴承系统是矿用旋转机械的重要部件。 其中，在具有滑动轴承的转子系统中，由于非线性油 卜一嚣九-言(，--y2)+知～。 膜力的作用使转子在某些参数域中产生相当大的振 动。因此，分析该类系统的振动特性和稳定性一直是 I*：一盖t：一2。a。2(x：一t)+Pcosr 转子动力学研究中的重要课题。国内外许多文献对 该类系统在刚性、无阻尼假设条件下进行了研究。陈 【舻一薏，：一警(y：-y1)叩inr—G 予恕L11用快速Galerkin方法结台Floquet理论和数其中，托=Xz／c、yl=Yi／c为无量纲坐标，五= 疋／a圻=B／d为无量纲非线性油膜力分量，p为 值方法，对具有非线性油膜力的Jeffcott转子一轴承 润滑油枯度，G=gl-／∞2为无量纲外载荷，r=oJr 系统进行了分叉研究；G．Adiletta[2，31从理论和试验 为无量纲时间，e为偏心量，c为轴承半径间隙，L为 两方面进行了较为详细的论述；S．Boel曲I卅则认为阶 梯轴承比普通圆柱轴承性能优越；刘恒【51用伪不动 轴承长度，置为轴承半径，d=篙警(詈)2(去)2为 点追踪法将该系统的周期解求解问题转化为标量函 嘁ld修正数，m-·=里詈二旦，nI_0，。：=O生72， 数的寻优问题进行求解。本文的主要工作是研究一 个具有非线性油膜力的弹性转子一轴承系统稳态 口3=詈，正坼由文献[6]确定。 周期响应的稳定性和分叉问题。用打靶法得到了系 统的周期解，并用数值算法得到了系统的分叉图，直 观显示了系统的运动状态和特点，分析结果为采用 该类轴承的转子一轴承系统的设计及安全运行提 供理论参考。 2数学校型 非线性弹性转子一轴承系统在刚性支撑假设 田1 弹性转于一轴承系统 Elastic 条件下的数学模型如图1所示，在转子角速度为m， ，毡．1 rotor--hearing systml oI．转轴中心m1．轴承处转子集中质量ct．转子在轴承处结构阻 无量纲偏心为p=e／c时，系统在对称性假设条件 尼 b．转轴刚度 E、‘．非线性抽膜力分量02．转子圆盘几何 下的无量纲微分方程 中心 m．转子质心 脚．转子偶盘质量 。2．转子腰盘阻尼 = 基金项目：国采自然科学基金资助(重大)项目 一 编号：199螂10 万方数据 ·10· 煤 矿