转子—轴承系统非线性动力稳定性研究

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该文采用Muszynsca密封力模型建立转子-密封系统的力学模型.结合Floquet理论和打靶法,分析了偏心情况下的密封-转子非线性系统中的非线性现象:周期运动,倍周期运动和准周期运动等.根据给出的系统随转速变化的分岔图,描述系统由稳定到失稳的过程,分析系统中可能出现的各种运动,研究密封对转子非线性动力特性的影响.该文采用Timoshenko梁-轴模型,对转轴进行有限元离散化,建立转子系统的非线性力学模型.根据不等式变分原理,采用有限元离散化方法,求解有限长径向滑动轴承任一时刻的油膜力及相应的Jacobi矩阵.应用一种基于线性规划理论中的补余原理的互补迭代方法,解决这类具有待定边界条件的边值问题.采用固定界面模态综合法,缩减转子-轴承系统的线性自由度,从而大幅度地降低系统的求解规模.对缩减后的运动微分方程,采用分块Newmark方法直接积分,求系统的时程响应.基于打靶法和Newmark方法求解系统的周期角,用Floquet乘子理论进一步判断周期解的稳定性.该文基于液体动压润滑理论短轴承假设,给出挤压油膜阻尼器的油膜压力分布和油膜力.根据上述分析方法,结合沈阳鼓风机厂技术合同要求,编写非线性转子-轴承-挤压油膜阻尼器系统的工程设计软件.
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