导读:本文包含了复杂转子轴承系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:高维复杂系统,模型降阶,POD方法,转子-轴承系统
复杂转子轴承系统论文文献综述
靳玉林[1]（2018）在《基于POD方法的模型降阶研究及其在复杂转子—轴承系统中的应用》一文中研究指出高维复杂系统广泛存在于航空、航天、船舶等领域,复杂非线性系统的模型降阶研究是力学、机械等工程技术领域研究的热点问题,具有重要的理论和工程应用价值。航空发动机和燃气轮机简称“两机”,是我国当前急需解决的重大工程问题,转子-轴承系统作为它们的核心部件,结构复杂,自由度高,并伴有多种非线性因素共存、多物理场耦合等特点,导致很难快速分析系统动力学特性,优化系统结构参数,评估系统可靠性等问题。因此发展快速、精确求解高维复杂系统的降阶方法,通过对低自由度降阶模型的研究,实现对复杂转子-轴承系统动力学特性的深入分析,从而优化系统结构参数,缩短研发周期,对我国“两机”转子结构设计和研制具有重要的应用价值。本文根据“两机”转子-轴承系统模型降阶的迫切需求,对复杂非线性系统的模型降阶方法展开研究。基于本征正交分解(POD)方法,针对其应用的局限性,进行深入理论研究,提出新的降阶方法,将其应用于航空发动机、燃气轮机复杂转子-轴承系统的模型降阶研究中,并开展了大量实验研究。主要研究内容及成果如下:基于Grassmann流形、流形测地线等概念,提出了一种自适应POD方法,克服了Grasmann流形切空间插值POD方法在大范围参数域应用的局限性。将该方法应用于含松动故障的高维非线性转子-滑动轴承系统的模型降阶中,数值结果表明该方法在大范围参数域内具有较好的鲁棒性,插值间距越小,降阶模态数越少,且降阶精度越高;并证明该方法在局部参数域内与Grassmann流形切空间插值POD方法具有相近的降阶效果,但后者由于切空间的局限性,在大范围参数域内几乎没有降阶效果,从而表明新的自适应POD方法对高维复杂系统大范围参数域的模型降阶研究具有一定应用价值。针对自适应POD方法在参数域内得不到一个不变的降阶模型,不同条件下降阶模型不唯一等问题,提出了基于分岔参数最小误差的瞬态POD方法,给出了该方法参数域降阶的条件。不同采样条件的POD降阶模态,在总平均截断误差函数给定误差范围内,通过该降阶模态可得到一个能近似反映原系统动力学特性的低维不变模型,实现高维复杂系统的参数域降阶。并证明满足参数域降阶条件的不同降阶模型构成等价关系,即各降阶模型相互等价。在系统参数、初始条件等采样参数确定时,存在最佳采样长度,通过该采样长度的瞬态响应信号构造的降阶模态能实现参数域降阶;最佳采样长度的降阶模型对应的分岔参数相对误差最小,具有趋于零的特征,构成参数域降阶的必要条件。随后对高维非线性转子-滑动轴承系统在一定转速范围内进行了降阶研究,分析了转速、初始条件、采样长度、模态数对参数域降阶的影响,验证了最佳采样长度的存在性,并利用最佳采样长度下的降阶模态获得了2个和3个自由度的不变降阶模型。最后,发现系统初始条件对参数域降阶影响较大,初始值太小,无法激起原系统固有模态信息,无法实现高维复杂系统的参数域降阶。然后针对滚动轴承支承的复杂转子系统展开降阶研究。首先对滚动轴承非线性振动特性开展研究,通过实验证明了滚动轴承本质非线性特征,揭示了轴承VC接触共振特性:竖直方向为软特性,水平方向为软硬共存的交叉特性。然后应用POD方法对多盘单转子-轴承-联轴器不对中实验台及双转子-轴承-联轴器不对中实验台进行降阶研究。数值及实验证明POD方法能快速精确的获得复杂转子-轴承系统低阶主共振转速范围内的振动特性。应用POD方法对原系统实验数据进行降阶时,发现传统的采样观点“降阶模态能量比越高,降阶效果越好”不一定正确,降阶系统的精度与采样点数(长度)有关;对实验数据系统进行直接模型降阶时,应该包含一定长度的采样点数才能获得较好的降阶效果;降阶模态越多,采样长度越短,这些结果与参数域降阶给出的理论结果一致。此外,对多盘单转子及双转子-轴承-联轴器不对中系统的实验研究,确定了系统振动响应特征,为转子系统不对中故障诊断提供依据。利用有限元法建立了航空发动机圆柱壳-圆锥壳-轮盘组合双转子-轴承系统的动力学模型,结合模态综合法、POD方法,提出了POD模态扩展二次降阶方法,并应用该方法对上述结构动力系统进行降阶研究。相比于POD直接二次降阶方法,模态扩展二次降阶方法加入了复杂系统被截断的高阶模态,构造了二次降阶模型与原系统的映射关系,具有更高的精度。然后利用POD模态扩展二次降阶方法分析了航空发动机双转子-轴承系统在大游隙工况下的振动响应特性。研究表明大游隙工况下,双转子-轴承系统的动力学特性十分复杂,表现出明显的不对中或不同心现象。由于实际航空发动机支承轴承滚动体数目较多,轴承VC振动信号极其微弱,其复杂的非线性动力学行为主要由轴承Hertz非线性、间隙非线性以及多频激励源引起,因此控制优化轴承间隙参数对减小航空发动机转子振动问题具有重要工程应用价值。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-03-01）
袁铭鸿,童水光,从飞云,李发宗[2]（2016）在《复杂转子—轴承—汽封耦合系统的非线性振动分析》一文中研究指出基于非线性动力学和转子动力学理论,综合考虑Muszynska非线性汽封力、非线性油膜力和转子不平衡量的耦合作用,建立了双叶轮-轴承交错布置的复杂转子-轴承-汽封系统动力学模型。采用有限元法(FEM)推导系统运动微分方程,编程计算了系统转速、圆盘偏心量、汽封长度和汽封间隙等参数对系统动力特性的影响,并利用分岔图、频谱图、相轨迹和Poincare映射图表征了系统的运动性态。研究表明:耦合系统具有高度非线性,随着参数的变化系统呈现出周期运动、倍周期运动、准周期运动和混沌运动等复杂动力学行为。通过减小圆盘偏心,增加系统汽封长度,选取合适的汽封间隙有利于提高转子-轴承-汽封系统的稳定性,改善系统的运动特性。(本文来源于《振动与冲击》期刊2016年09期）
林禄生,刘桂萍,陈园[3]（2015）在《复杂转子-轴承系统非线性动力学特性分析》一文中研究指出针对现有方法在求解复杂转子-轴承系统非线性动力学特性时的不足,提出了基于动网格技术的计算流体力学和转子动力学相结合的流固耦合计算方法。首先建立滑动轴承轴心轨迹的运动方程,然后采用动网格技术对滑动轴承流场进行非线性瞬态计算,得到动态载荷作用下转子-轴承系统的轴心轨迹。最后,通过对某复杂转子-轴承系统非线性动力学特性的分析对本文方法进行了验证。结果表明,方法能够准确分析复杂转子-轴承系统非线性动力学特性并可求得其轴心轨迹。(本文来源于《机械强度》期刊2015年03期）
李自刚[4]（2012）在《具有完整约束的复杂转子—轴承耦合系统非线性动力学研究》一文中研究指出在不对中故障转子—轴承系统的动力学分析中，往往忽略了转子间存在的运动约束或耦合关系，而这些约束在某些情况下有可能极大地改变系统的动力学特性。因此深入研究具有不对中约束的复杂转子—轴承耦合系统的非线性动力学行为对系统的动力学设计和故障诊断具有重要的理论及工程意义。本文以转子间具有广义位移约束关系的不对中转子系统为研究对象，基于转子动力学、非线性动力学和流体动压润滑理论，建立了具有完整约束的多转子耦合系统的动力学模型。采用数值分析以及试验方法，重点研究了在非线性轴承力作用下转子间具有定常和非定常完整约束的不对中转子—轴承耦合系统的非线性动力学行为。探讨了具有平行不对中及交角不对中约束的转子系统非线性故障振动机理和特征。主要研究内容和成果如下：1.以国产某发电机转子为研究对象，建立了具有平行不对中和质量不平衡故障的非对称柔性转子系统力学模型，利用多种分析方法研究了系统的非线性动力学行为，并讨论了转子参数对系统动力学特性的影响。结果显示：在较低转速和微小不对中量时，系统的稳态响应主要呈现出与转速同步的周期运动特性，随着转速的提高，频域内谐波分量增多，振幅也随之增大。另外，转子间不对中量、转轴刚度不对称度以及质量偏心等参数的改变使得系统的运动更加复杂，出现分叉、跳跃以及混沌等非线性动力学现象。2.研究了一个具有交角不对中约束的转子—轴承系统动力学行为。建立了具有非定常完整约束的柔性多转子系统动力学模型，分析了系统的非线性振动特征和参数变化对系统动力学行为的影响。数值结果表明：在较低转速时，交角不对中量对系统的运动影响较小。随着转速的增加，其轴心轨迹出现明显的“8”字形，特征频率为工频的两倍。在较高转速时，出现倍周期分叉、混沌运动等复杂动力学现象。另外，转子间的交角不对中量，转轴刚度、质量偏心等参数对系统的非线性动力学行为也具有重要影响。3.建立了在油膜轴承支承下多转子—轴承系统试验平台，对不对中转子的动力学特性进行了试验研究。重点探讨了平行不对中和交角不对中转子—轴承系统的动态响应，例如，频域特征、轴心轨迹等。试验结果显示：具有不对中故障的转子系统稳态响应中除了存在工频和倍频分量之外，还存在一些组合频率成分，其中工频和2倍频成分占优，这些非线性动力学现象证明了理论模型的合理性。(本文来源于《西安科技大学》期刊2012-06-30）
张楠,窦唯,吴乃军[5]（2011）在《高速转子-轴承系统的复杂动力学行为研究》一文中研究指出在高速旋转机械的故障诊断研究中,实际转子系统具有复杂的非线性动力学特性,为此,基于非线性转子动力学理论建立高速泵转子系统动力学有限元模型,研究了非线性油膜力作用下的轴承阻尼和刚度确定方法,分析了陀螺力矩和滑动轴承油膜力作用等因素对转子系统动力学特性的影响,研究了转速、偏心距和轴段直径等因素对转子系统不平衡响应的影响,为工程实际应用中的转子轴承系统的优化设计、故障诊断、振动控制等提供了理论依据。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2011年06期）
崔亚辉,刘占生,叶建槐,陈锋,钱大帅[6]（2009）在《复杂多级齿轮-转子-轴承系统的动力学建模和数值仿真》一文中研究指出以啮合线与水平线的夹角作为参考角度,总结了该参考角度在不同象限时沿着啮合线的相对位移的求解方法,根据此方法可以方便地求出多级齿轮系统的动态啮合力。建立了复杂多级齿轮-转子-轴承系统的动力学模型,模型中考虑了时变啮合刚度、静态传动误差、不平衡质量、轴承刚度和弹性轴的影响。采用数值仿真方法求解了系统的动态响应,得到了转频、啮合频率及其边频带、啮合频率之间的组合频率及其边频带。为工程实践中的多级齿轮-转子-轴承系统的振动特性分析和故障诊断提供了依据。(本文来源于《机械传动》期刊2009年06期）
李朝峰[7]（2009）在《耦合故障复杂转子—轴承非线性系统的运行稳定性及其实验研究》一文中研究指出旋转机械是在工业部门中应用最为广泛的一类机械设备,它的稳定运行影响着整个工业的发展进程。随着社会的发展需要,现代旋转机械正朝着高速、重载、自动化和复杂化方向发展,由此所引发的问题也越来越多。由于运行环境比较恶劣,复杂高速的旋转机械时常由于非线性因素激发起各种故障,使系统失去稳定性甚至发生毁机事故,这些事故一般情况下所造成的经济损失、人员伤亡和社会危害是难以估量的,因此对旋转机械的稳定性研究是十分必要的。以往对转子系统的非线性特性及稳定性研究一般采用简单的动力模型,对于较为复杂的工程机组,这类模型已经不能胜任。因此,对复杂转子-轴承系统建模和运行稳定性研究有着十分重要的现实意义,目前国内外一些科技工作者也开始注意到这方面的问题,并取得了一定的成果。本课题以东北大学与沈阳鼓风机(集团)有限公司联合进行的“大型压缩机转子振动实验系统”横向课题为背景,以闻邦椿教授提出的“基于系统工程的产品综合设计理论与方法”框架内的动态优化设计应用研究为目的,进行了含故障复杂转子-轴承系统,即含单故障/耦合故障的单跨双盘转子-轴承系统、含耦合故障的双跨多盘的转子-轴承系统的周期运行稳定性及分岔特性的理论和实验研究。具体研究内容和如下:(1)研究了求解复杂转子-轴承非线性系统周期解及判断其稳定性、分岔的延拓打靶算法,以有限元理论为基础开发了转子-轴承非线性动力学工具箱,该工具箱共含50余个子函数,功能包括:计算临界转速,材料阻尼系数,弹性支承系统的时域及频域响应,单跨和多跨非线性转子系统时域、频域响应,以及分岔、混沌、稳定性等问题。其中非线性因素包括油膜支承、裂纹、碰摩等。为获得较高的计算精度和有效地节约计算成本,工具箱含有无量纲化和降维处理等功能。(2)建立了油膜支承双盘转子-轴承系统非线性动力学模型,利用求解非线性系统周期解的延拓打靶方法,研究了系统在偏心量-转速、偏心相位-转速、轴承长径比-转速、轴承间隙-转速、润滑油动力粘度-转速参数域内的系统稳定性及分岔行为,得到了系统周期运行的失稳规律;搭建相应的实验装置,通过实验研究了油膜支承的转子-轴承系统失稳特性及非线性振动特征。研究发现系统的同频周期运动主要以倍周期、Hopf分岔失稳,并且随着某一参数的变化系统的拓扑结构和吸引域发生变化,使系统分岔曲线会发生跳跃突变现象,通常情况下,随着分岔类型的跳跃变化失稳转速也会发生突变。(3)以油膜支承含碰摩故障双盘转子-轴承系统为研究对象,分析了碰摩转子-轴承系统对于不同碰摩位置在摩擦系数-转速、碰摩间隙-转速参数域内系统周期运动的失稳分岔行为及其规律;开发了配套的碰摩监测装置,并搭建了相应的实验装置,验证了主要的分析结果。研究发现不同的碰摩位置和偏心量对系统的稳定性和动态特性着很大的影响,这里认为碰摩故障比较容易改变系统的拓扑结构;当碰摩故障加重时容易干扰“油膜涡动”及“油膜振荡”的发生,使失稳转速出现延迟现象,碰摩故障容易使频域响应出现倍频成份。(4)对于油膜支承含裂纹故障的双盘转子-轴承系统,分析了裂纹转子系统对于裂纹在偏心量-转速、裂纹深度-转速、裂纹位置-转速参数域内系统运行稳定性及失稳规律;并做了相应的验证实验。研究发现裂纹的存在以及位置的变化对系统失稳转速和失稳类型的影响并不是很大,随着裂纹的扩展失稳转速有缓慢升高趋势,主要原因是由于裂纹的存在干扰了油膜涡动的形成,但这并不是说裂纹的存在是有益的,它的存在将给机组带来很大隐患,对于数值计算当裂纹深度达到一定程度时将会发散而无法计算,对应于工程现场将会出现毁机事故,因此转子系统中的裂纹故障是必须避免的。(5)对于含有碰摩-裂纹耦合故障的双盘多自由度转子-轴承系统,分析了其偏心量-转速、碰摩间隙-转速、裂纹深度-转速参数域内的运行稳定性及分岔规律,并做了相应的实验进行验证。研究发现随着偏心量的增加,系统失稳转速有降低趋势,当转盘的偏心量增大到一定程度时,由于定子对其限制作用会使系统的失稳转速升高:当碰摩间隙减小时,同样因为增大了碰摩力使系统失稳转速有升高现象;另外在碰摩和裂纹耦合故障的转子-轴承系统中,碰摩故障对系统的影响较为明显,裂纹对系统稳定性的影响相对于碰摩故障稍微弱一些。(6)建立了考虑油膜支承含碰摩-裂纹耦合故障的双跨转子-轴承系统动力学模型,研究了其在偏心量-转速、碰摩间隙-转速、裂纹深度-转速参数域内研究稳定性及分岔行为,并做了相应的验证实验。研究表明双跨转子-轴承系统的失稳特性不同于前面单跨系统,其分岔类型和失稳转速并没有出现突变现象,这主要是由转子系统本身的结构特性所决定的。对于含耦合故障双跨系统的实验研究表明,由于弹性联轴器的作用,使两端转子的响应表现出一强一弱的现象;大偏心量使系统的失稳转速升高,并且碰摩故障的特性表现得较为明显一些。(本文来源于《东北大学》期刊2009-11-20）
钟晓波[8]（2008）在《气浮轴承支持的复杂转子系统非线性动力学行为分析》一文中研究指出旋转机械是工业部门中应用最广泛的一类机械设备,转子—轴承系统作为旋转机械的核心部件,在工业各个重要领域发挥着无可替代的作用。为满足现代工业不断发展的需求,旋转机械向着高速、复杂的方向发展,其非线性动力学行为变得十分复杂。传统的将转子—轴承系统简化为少数几个集中质量的模型的处理方法已不再适用。基于此,本文讨论了实际轴承—复杂转子系统的分析方法并分析了其动力学行为。首先,采用有限元方法建立了刚性支承—滑动轴承—转子非线性动力系统和弹性支承—滑动轴承—转子非线性动力系统的有限元模型。然后,针对转子—轴承系统的局部非线性特点基于固定界面部件模态综合法对非线性振动方程降维,使刚性支承系统自由度数由原来的60个降到12个,弹性支承系统由64个降到16个。降维之后,利用Newmark方法对降维系统进行数值求解,分析了轴承转子系统随不同参数变化而出现的非线性动力学现象,结果表明:系统存在丰富的复杂动力学行为;相似结构的分岔类型基本一致,但随着圆盘质量的增加分岔提前,失稳转速随之降低;适当刚度的弹性支承的加入,能有效地提高系统运动稳定性。(本文来源于《江苏大学》期刊2008-12-01）
孙启国[9]（2006）在《大间隙环流中复杂轴承-转子系统振动特性研究》一文中研究指出基于Myklestad传递矩阵法建立了大间隙环流中动压滑动轴承-转子系统的运动方程,用迭代方法确定了轴承-转子系统的静态平衡工作点,采用数值方法分析轴承-转子系统的振动特性。数值计算结果表明:大间隙环流使轴承-转子系统的固有频率、阻尼临界转速和稳定性均发生了不同程度的变化。大间隙环流不仅与轴承-转子系统发生了动态固耦合,而且也发生了静态固耦合。(本文来源于《润滑与密封》期刊2006年12期）
顾致平,和兴锁,支希哲,N.Feng,刘永寿[10]（2006）在《复杂非线性转子-轴承系统的偏置协调响应分析》一文中研究指出提出了一个利用等效线性化技术将非线性元件—挤压油膜阻尼器-换为具有等效参数的线性元件,然后用R iccati传递矩阵法分析等效系统偏置协调响应的迭代法。本方法简便易于掌握,稳定性好,计算效率高,比模态综合法大大提高而且每个非线性元件的线性化可独立地进行。因此,对含有多个非线性元件的复杂多转子系统,用本法分析其偏置协调响应特别适合。(本文来源于《机械科学与技术》期刊2006年04期）
复杂转子轴承系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于非线性动力学和转子动力学理论,综合考虑Muszynska非线性汽封力、非线性油膜力和转子不平衡量的耦合作用,建立了双叶轮-轴承交错布置的复杂转子-轴承-汽封系统动力学模型。采用有限元法(FEM)推导系统运动微分方程,编程计算了系统转速、圆盘偏心量、汽封长度和汽封间隙等参数对系统动力特性的影响,并利用分岔图、频谱图、相轨迹和Poincare映射图表征了系统的运动性态。研究表明:耦合系统具有高度非线性,随着参数的变化系统呈现出周期运动、倍周期运动、准周期运动和混沌运动等复杂动力学行为。通过减小圆盘偏心,增加系统汽封长度,选取合适的汽封间隙有利于提高转子-轴承-汽封系统的稳定性,改善系统的运动特性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
复杂转子轴承系统论文参考文献
[1].靳玉林.基于POD方法的模型降阶研究及其在复杂转子—轴承系统中的应用[D].哈尔滨工业大学.2018
[2].袁铭鸿,童水光,从飞云,李发宗.复杂转子—轴承—汽封耦合系统的非线性振动分析[J].振动与冲击.2016
[3].林禄生,刘桂萍,陈园.复杂转子-轴承系统非线性动力学特性分析[J].机械强度.2015
[4].李自刚.具有完整约束的复杂转子—轴承耦合系统非线性动力学研究[D].西安科技大学.2012
[5].张楠,窦唯,吴乃军.高速转子-轴承系统的复杂动力学行为研究[J].机械设计与制造.2011
[6].崔亚辉,刘占生,叶建槐,陈锋,钱大帅.复杂多级齿轮-转子-轴承系统的动力学建模和数值仿真[J].机械传动.2009
[7].李朝峰.耦合故障复杂转子—轴承非线性系统的运行稳定性及其实验研究[D].东北大学.2009
[8].钟晓波.气浮轴承支持的复杂转子系统非线性动力学行为分析[D].江苏大学.2008
[9].孙启国.大间隙环流中复杂轴承-转子系统振动特性研究[J].润滑与密封.2006
[10].顾致平,和兴锁,支希哲,N.Feng,刘永寿.复杂非线性转子-轴承系统的偏置协调响应分析[J].机械科学与技术.2006