转子-滚动轴承-机匣耦合系统中滚动轴承故障的动力学分析 被引量：25

1

作者 陈果 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期577-587,共11页

针对实际的航空发动机转子系统,建立了含滚动轴承故障的转子-滚动轴承-机匣耦合模型。在模型中,考虑了机匣运动,弹性支承与挤压油膜阻尼的作用,同时,充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产... 针对实际的航空发动机转子系统,建立了含滚动轴承故障的转子-滚动轴承-机匣耦合模型。在模型中,考虑了机匣运动,弹性支承与挤压油膜阻尼的作用,同时,充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的变柔性(Varying Compliance)VC振动。在此基础上,建立了耦合系统中滚动轴承外圈、内圈及滚动体的损伤动力学模型,并运用数值积分方法进行了动力学仿真与分析。结果充分表明了本文提出的转子-滚动轴承-机匣耦合系统及滚动轴承故障动力学模型的正确有效性。 展开更多

关键词 航空发动机 转子-滚动轴承-机匣 耦合动力学 滚动轴承故障建模

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机匣-双转子高维系统建模与实验验证 被引量：7

2

作者 孙传宗 杨瑞 +1 位作者 陈予恕 侯磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期152-157,共6页

以机匣-双转子实验台为研究对象,基于ANSYS建立了可表征复杂结构的高精度实体有限元模型,应用Craig-Bampton模态综合方法实现了子模型维度缩减与整机动力学模型的组装。通过对比临界转速和振型验证了缩减模型的有效性,借助三维频谱图和... 以机匣-双转子实验台为研究对象,基于ANSYS建立了可表征复杂结构的高精度实体有限元模型,应用Craig-Bampton模态综合方法实现了子模型维度缩减与整机动力学模型的组装。通过对比临界转速和振型验证了缩减模型的有效性,借助三维频谱图和轴心轨迹,分析了系统稳态响应特征,进行了实验验证。结果表明,发展的机匣-双转子系统建模及模型缩减方法精确、高效,为实际航空发动机机匣-双转子系统的动力学研究提供了参考。 展开更多

关键词 有限元 机匣-双转子系统 Craig-Bampton方法 模态实验

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旋转机械转子-机匣系统碰摩的随机响应 被引量：4

3

作者 宿苏英 张义民 +1 位作者 李鹤 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期528-531,共4页

针对仅考虑具有质量偏心的旋转机械Jeffcott转子-机匣系统碰摩模型的动力学方程,进行了转子-机匣系统碰摩的随机响应研究·应用Kronecker代数、矩阵微分理论、向量值和矩阵值函数的二阶矩技术、矩阵摄动理论和概率统计方法系统地研... 针对仅考虑具有质量偏心的旋转机械Jeffcott转子-机匣系统碰摩模型的动力学方程,进行了转子-机匣系统碰摩的随机响应研究·应用Kronecker代数、矩阵微分理论、向量值和矩阵值函数的二阶矩技术、矩阵摄动理论和概率统计方法系统地研究了转子-机匣系统碰摩的随机响应问题,推导出了一般的数学表达式,给出了数值分析解·分析了把转轴刚度和阻尼、定子刚度和阻尼、偏心距和定子径向刚度作为随机参数的随机系统的响应·分析表明,该转子系统在初始阶段振动强烈,响应幅值超过转子和定子之间的间隙,会发生碰摩现象· 展开更多

关键词 旋转机械 转子-机匣系统 碰摩 随机响应

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质量偏心旋转机械转子-机匣系统碰摩的失效研究 被引量：3

4

作者 张义民 刘巧伶 闻邦椿 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期52-55,共4页

针对仅考虑质量偏心的 Jeffcott转子 -机匣系统碰摩的动力学方程 ,进行了旋转机械转子 -机匣系统碰摩可靠性分析 ,研究了转轴刚度和阻尼、定子刚度和阻尼、偏心距和定子径向刚度对可靠度的影响 。

关键词 质量偏心旋转 旋转机械 转子-机匣系统 碰摩 失效 可靠度设计

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基于Lyapunov指数谱的转子-机匣系统故障诊断研究 被引量：3

5

作者 江龙平 徐可君 秦海勤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期49-51,共3页

发展了基于Lyapunov指数谱的航空发动机转子-机匣系统故障诊断方法。基于实测的航空发动机机匣振动时间序列求解了系统不同状态的Lyapunov指数谱;基于Lyapunov指数谱,应用最大Lyapunov指数和Lyapunov指数谱图对航空发动机转子-机匣系统... 发展了基于Lyapunov指数谱的航空发动机转子-机匣系统故障诊断方法。基于实测的航空发动机机匣振动时间序列求解了系统不同状态的Lyapunov指数谱;基于Lyapunov指数谱,应用最大Lyapunov指数和Lyapunov指数谱图对航空发动机转子-机匣系统进行了故障诊断。研究结果表明:航空发动机机匣振动时间序列在不同状态下具有不同的Lyapunov指数谱,即可以Lyapunov指数谱作为故障诊断的特征量。 展开更多

关键词 转子-机匣系统 故障诊断 LYAPUNOV指数谱

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转子-机匣系统碰摩的灵敏度研究 被引量：3

6

作者 张义民 闻邦椿 刘巧伶 《机械设计》 CSCD 北大核心 2002年第3期9-10,29,共3页

针对仅考虑质量偏心的Jeffcott转子碰摩的动力学方程 ,进行了转子 -机匣系统碰摩的灵敏度研究 ,分析了转轴刚度和阻尼、定子刚度和阻尼、偏心距和定子径向刚度对灵敏度的影响 ,并给出了数值分析解 ;讨论了参数的变化对碰摩的产生和影响 。

关键词 转子-机匣系统 碰摩 灵敏度 旋转机械

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带碰摩耦合故障的转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型 被引量：22

7

作者 陈果 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期361-368,共8页

建立了含转子不平衡-松动-碰摩耦合故障的转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型。在模型中,充分考虑了转子系统的不平衡、基础松动及转静碰摩故障的耦合;对滚动轴承模型,充分考虑了轴承间隙、轴承滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由轴承... 建立了含转子不平衡-松动-碰摩耦合故障的转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型。在模型中,充分考虑了转子系统的不平衡、基础松动及转静碰摩故障的耦合;对滚动轴承模型,充分考虑了轴承间隙、轴承滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由轴承支撑刚度变化而产生的VC(varying compliance)振动。运用数值积分方法获取了系统响应,并利用振幅-转速曲线图、分叉图、相平面图、频谱图、Poincare截面图和轴心轨迹图研究了系统的分叉与混沌运动,分析了旋转速度、碰摩刚度、转子偏心量、轴承座质量、轴承座与机匣间的连接刚度以及机匣与基础间的连接刚度对系统响应的影响,得到了在不平衡-松动-碰摩故障耦合下的转子-滚动轴承-机匣耦合系统动力响应规律。 展开更多

关键词 转子-滚动轴承-机匣 不平衡-基础松动-碰摩 耦合系统 耦合故障

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非线性转子-机匣密封碰磨混沌系统的自适应控制研究 被引量：1

8

作者 杜艳平 殷玉枫 +1 位作者 姚德臣 王松雷 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第23期6446-6450,共5页

随着旋转机械结构参数的提高,作用在转子上的气流激振力将显著增大。针对转子-机匣密封碰磨系统进行了研究。应用Muszynska非线性密封力模型,建立在气流激振力作用下的转子-机匣碰磨系统耦合动力学方程。根据自适应控制理论,给出一种多... 随着旋转机械结构参数的提高,作用在转子上的气流激振力将显著增大。针对转子-机匣密封碰磨系统进行了研究。应用Muszynska非线性密封力模型,建立在气流激振力作用下的转子-机匣碰磨系统耦合动力学方程。根据自适应控制理论,给出一种多重参数自适应控制算法。利用此方法对转子-机匣密封碰磨系统进行了研究,研究结果表明,提出的参数自适应控制律具有较强的稳定控制能力,该方法适合于多重参数非自治复杂混沌系统,在外界干扰下引起混沌状态的情况,可自适应地调整到正常的工作状态,为旋转机械的理论设计和故障动态监测提供了理论依据,具有重要的实际工程应用价值。 展开更多

关键词 转子-机匣 气流激振 混沌系统 自适应控制 仿真

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含碰摩故障的新型转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型 被引量：13

9

作者 陈果 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期538-545,共8页

针对航空发动机整机振动,建立了一种新型转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型。该模型具有如下特点:1)考虑转子、滚动轴承及机匣之间的耦合作用;2)考虑了实际航空发动机的弹性支承及挤压油膜阻尼效应;3)将转子考虑为等截面自由欧拉梁模型... 针对航空发动机整机振动,建立了一种新型转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型。该模型具有如下特点:1)考虑转子、滚动轴承及机匣之间的耦合作用;2)考虑了实际航空发动机的弹性支承及挤压油膜阻尼效应;3)将转子考虑为等截面自由欧拉梁模型,运用模态截断法进行分析;4)考虑了滚动轴承间隙、非线性赫兹接触力以及变柔性VC(Varying Compliance)振动;5)考虑了转子与机匣之间的碰摩故障。运用数值积分方法获取了系统响应,研究了航空发动机的整机振动规律。 展开更多

关键词 航空发动机 转子-滚动轴承-机匣 耦合动力学 挤压油膜阻尼器 碰摩

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转子-机匣系统振动特性研究 被引量：1

10

作者 柴卫东 徐凌志 +2 位作者 任平珍 赵明 魏德明 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1997年第6期977-981,共5页

采用传递矩阵法计算转子－机匣系统的临界转速、不平衡响应及初始弯曲响应，计算转子－机匣系统临界转速及稳态响应时的位能与位能分配，提出了借助转子－机匣的位能分配判断各阶临界转速的分析方法，并研究了机匣对系统振动特性的影响。

关键词 传递矩阵法 转子-机匣系统 振动特性 航空发动机

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基于Lyapunov指数能谱分布的转子-机匣系统故障诊断研究

11

作者 江龙平 徐可君 唐有才 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期12-15,共4页

提出了基于Lyapunov指数能谱分布的航空发动机转子-机匣系统故障诊断新方法。基于相空间重构,在优选重构参数的基础上,计算得到了某型航空发动机不同故障状态下机匣实测振动信号时间序列的Lyapunov指数谱;提出并定义了Lyapunov指数能、L... 提出了基于Lyapunov指数能谱分布的航空发动机转子-机匣系统故障诊断新方法。基于相空间重构,在优选重构参数的基础上,计算得到了某型航空发动机不同故障状态下机匣实测振动信号时间序列的Lyapunov指数谱;提出并定义了Lyapunov指数能、Lyapunov指数能谱、Lyapunov指数能谱分布的概念,获得了某型航空发动机在不同故障状态下的机匣实测振动信号时间序列的Lyapunov指数能谱及其分布,并基于此Lyapunov指数能谱分布对航空发动机转子-机匣系统进行了故障诊断和状态识别。研究结果表明:航空发动机机匣振动时间序列在不同状态下具有不同的Lya-punov指数能谱及其分布,即可以Lyapunov指数能谱及其分布作为识别其状态的特征量,为航空发动机转子-机匣系统的故障诊断和状态监控提供了新的可靠的方法。 展开更多

关键词 转子-机匣系统 故障诊断 Lyapunov指数能谱

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转子-机匣碰磨密封混沌系统的状态观测器研究

12

作者 岳一领 殷玉枫 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第5期589-593,共5页

研究了在非线性密封力和气流激振力作用下,转子-机匣密封碰摩混沌系统的状态观测器设计问题。基于状态观测器理论的混沌反馈控制设计方法,给出了转子-机匣密封碰摩混沌系统的状态观测器的Brunovsky状态空间形式参数化表达式,其所含参量... 研究了在非线性密封力和气流激振力作用下,转子-机匣密封碰摩混沌系统的状态观测器设计问题。基于状态观测器理论的混沌反馈控制设计方法,给出了转子-机匣密封碰摩混沌系统的状态观测器的Brunovsky状态空间形式参数化表达式,其所含参量为被控系统的混沌状态用重构状态代替后的全部输入参数和控制律,可通过适当选择控制律将系统调整到正常的工作状态,通过数值计算和仿真结果,表明本文所提出的状态观测器方法可以将由外界干扰引起的系统碰摩混沌状态有效的调整到正常工作状态,为旋转机械的理论设计和动态监测提供了一种理论依据。 展开更多

关键词 转子-机匣 混沌系统 状态观测器 参数化

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双转子-支承-机匣耦合系统非线性动力学响应分析 被引量：3

13

作者 张耀涛 徐可君 秦海勤 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第2期168-173,共6页

针对航空发动机安全可靠使用的现实问题,对某型航空发动机双转子试验器的转速、转子偏心量以及转速比等方面进行了研究。建立了考虑高低压转子中介轴承的耦合和机匣的弹性变形的简化整机有限元模型,将所建模型与文献中双转子系统算例的... 针对航空发动机安全可靠使用的现实问题,对某型航空发动机双转子试验器的转速、转子偏心量以及转速比等方面进行了研究。建立了考虑高低压转子中介轴承的耦合和机匣的弹性变形的简化整机有限元模型,将所建模型与文献中双转子系统算例的数据进行了对比,评价了理论模型的正确性;利用Newmark-β数值积分法求解了系统的非线性动力学响应。研究结果表明:偏心量的位置不同,高压转子与低压转子的振动响应幅值差异明显,当偏心量施加在高压转子部分时,系统的幅值响应更加复杂;转子系统的运动形态受高低压转速比的变化影响显著,系统可能做周期、概周期或者混沌运动。 展开更多

关键词 双转子-支承-机匣系统 非线性动力学 庞加莱截面图 频谱分析

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弹性机匣双盘碰摩转子系统的稳定性 被引量：11

14

作者 袁惠群 王正浩 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期52-54,59,共4页

建立了计及机匣弹性、陀螺力矩并考虑轴承回转动力激励的悬臂双盘碰摩转子系统的动力学模型和运动微分方程,根据稳定性理论,由Jacobi矩阵特征值的性质分析了转子系统参数对转子系统解的稳定性的影响,并利用系统的阶跃响应和零极点分布... 建立了计及机匣弹性、陀螺力矩并考虑轴承回转动力激励的悬臂双盘碰摩转子系统的动力学模型和运动微分方程,根据稳定性理论,由Jacobi矩阵特征值的性质分析了转子系统参数对转子系统解的稳定性的影响,并利用系统的阶跃响应和零极点分布图判别系统运动是否稳定。分析结果表明:轴承回转动力激励和碰摩对系统稳定性产生不利影响;两轴承刚度对稳定性影响基本相同,而两轴承的回转动力激励和两圆盘碰摩对稳定性影响明显不同;机匣连接刚度越小,机匣刚度越大,越有利于系统的稳定;轴承刚度大于临界轴承刚度时,系统存在稳定运动区域,否则系统不存在稳定运动区域。 展开更多

关键词 弹性机匣转子系统 轴承回转动力激励 陀螺力矩 稳定性

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转子-轴承系统裂纹-碰摩耦合故障的非线性特性研究 被引量：26

15

作者 罗跃纲 张松鹤 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期43-46,i004-i005,共6页

研究了带有裂纹和碰摩耦合故障的弹性转子系统的复杂运动。在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了含有裂纹-碰摩耦合故障转子系统的动力学模型。针对短轴承油膜力和裂纹-碰摩转子系统... 研究了带有裂纹和碰摩耦合故障的弹性转子系统的复杂运动。在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了含有裂纹-碰摩耦合故障转子系统的动力学模型。针对短轴承油膜力和裂纹-碰摩转子系统的强非线性特点,本文用Runge-Kutta法对转子-轴承系统由裂纹和碰摩耦合故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,发现该类系统在运行过程中存在周期运动、拟周期运动和混沌运动等丰富的非线性现象,研究结果为转子-轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供了理论参考。 展开更多

关键词 转子-轴承系统 耦合故障 裂纹 特性研究 弹性转子系统 碰摩转子系统 系统故障诊断 动力学模型 动力学行为 非线性现象 拟周期运动 复杂运动 相对速度 强非线性 仿真研究 运行过程 混沌运动 研究结果 安全运行 动态设计

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基于分形维数的转子—机匣系统故障诊断研究 被引量：6

16

作者 江龙平 徐可君 唐有才 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期532-536,共5页

基于相空间重构,在优选重构参数的基础上,将分形维数应用于航空发动机转子—机匣系统的故障诊断。建立以关联维数为特征量的故障诊断方法,实际诊断航空发动机转子—机匣系统故障;提出以Lyapunov维数为特征量的故障诊断新方法,并实际应... 基于相空间重构,在优选重构参数的基础上,将分形维数应用于航空发动机转子—机匣系统的故障诊断。建立以关联维数为特征量的故障诊断方法,实际诊断航空发动机转子—机匣系统故障;提出以Lyapunov维数为特征量的故障诊断新方法,并实际应用于航空发动机转子—机匣系统的故障诊断,弥补关联维数等分形维数计算中无标度区难以精确确定、限制分形维数在故障诊断中的实际应用的不足。 展开更多

关键词 转子-机匣系统 故障诊断 关联维数 Lyapunov维数 相空间重构

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转子─机匣系统的瞬态动力响应计算 被引量：4

17

作者 任兴民 顾家柳 戈立春 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期234-238,共5页

将航空发动机整机作为三路来建立模型，用直接积分法分析发动机整机瞬态动力响应。实测发动机安装节处动刚度，以考虑飞机系统的影响，建立了以传递矩阵法为基础的静子主支承刚度阵及主支承到安装节的力一位移传递函数算法，并通过计算... 将航空发动机整机作为三路来建立模型，用直接积分法分析发动机整机瞬态动力响应。实测发动机安装节处动刚度，以考虑飞机系统的影响，建立了以传递矩阵法为基础的静子主支承刚度阵及主支承到安装节的力一位移传递函数算法，并通过计算转子系统的动力响应来获得整机瞬态动力特性。附有一双转子航空发动机算例，并给出了计算结果。 展开更多

关键词 振动 瞬态响应 航空发动机 转子-机匣系统

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风车不平衡模拟带弹性机匣碰摩实验台的动力学特性 被引量：3

18

作者 白杰 赵常青 +1 位作者 何文博 侯理臻 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第13期161-166,共6页

针对典型的民用大涵道比涡扇发动机风车不平衡振动问题,搭建了转子-轴承-弹性机匣系统风车不平衡模拟碰摩实验台,并应用Samcef/Rotor有限元软件建立了转子实验台的简化有限元模型,通过实验测试得到的临界转速验证了模型的有效性。在碰... 针对典型的民用大涵道比涡扇发动机风车不平衡振动问题,搭建了转子-轴承-弹性机匣系统风车不平衡模拟碰摩实验台,并应用Samcef/Rotor有限元软件建立了转子实验台的简化有限元模型,通过实验测试得到的临界转速验证了模型的有效性。在碰摩实验前,首先仿真分析了风车不平衡状态下不同的摩擦系数和碰摩刚度对转静碰摩系统的动力学响应的影响,为碰摩实验结果进行预估判断。分析结果表明:在低转速大不平衡量的风车不平衡模拟情况下,摩擦系数的变化会激发n X/2(n=1,5)的分频及2X、4X倍频的转频分量;碰摩刚度的变化会激发n X/2(1,5,7)的分频及2X、4X倍频的转频分量。 展开更多

关键词 风车不平衡振动 碰摩实验台 转子-轴承-弹性机匣系统 临界转速 摩擦系数 碰摩刚度

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转子系统拟周期演变为混沌运动过程分析 被引量：3

19

作者 王正浩 刘大任 尹晓明 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第4期688-693,共6页

目的考虑主质体弹性分析具有局部碰摩的水平悬臂双盘-轴承转子系统的运动性态.方法对建立的转子系统碰摩动力学运动方程,进行计算机数值模拟,以碰摩体径向刚度为分叉参数,结合Poincaré截面图、波形图、相平面图、轴心轨迹图、功率... 目的考虑主质体弹性分析具有局部碰摩的水平悬臂双盘-轴承转子系统的运动性态.方法对建立的转子系统碰摩动力学运动方程,进行计算机数值模拟,以碰摩体径向刚度为分叉参数,结合Poincaré截面图、波形图、相平面图、轴心轨迹图、功率谱图和自相关函数图,分析系统运动状态.结果发现在一定的碰摩体径向刚度数值条件下,系统由拟周期演变为混沌运动,这种演变过程是渐进的过程,演变过程中拟周期和混沌两种运动同时存在,称为拟周期混沌运动状态.这种运动状态并不稳定,随着碰摩体径向刚度的增大,拟周期解成分在不断减弱,而混沌解在不断增强,最终只存在混沌解.随着阻尼的增大,这种由拟周期演变为混沌运动的现象消失,且系统的分叉发生了根本性的改变.结论系统通向混沌的道路是周期3、倍周期分叉和拟周期运动演化为混沌运动. 展开更多

关键词 拟周期混沌运动 水平悬臂双盘-轴承转子系统 主质体弹性 分叉

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非线性弹性碰摩转子周期运动稳定性分析 被引量：1

20

作者 何韶君 张松鹤 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第10期1317-1320,共4页

在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了具有碰摩故障转子-轴承系统的动力学模型。利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶法和Floquet理论,研究了系统周期运动的... 在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了具有碰摩故障转子-轴承系统的动力学模型。利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶法和Floquet理论,研究了系统周期运动的稳定性,分析了非线性摩擦力对系统动力学特性的影响。 展开更多

关键词 转子-轴承系统 非线性弹性 碰摩 稳定性 分岔 混沌

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