文档名：双盘转子—电磁轴承系统的碰摩振动特性
摘要：转子系统的非线性振动是工程实际中的复杂问题,尤其转子系统碰摩振动的强非线性动力学特性,诱发倍周期分岔、hopf分岔及混沌等复杂现象.建立一类考虑碰摩故障的主动电磁轴承支撑双盘转子系统的力学模型,基于非线性动力学和转子动力学理论,采用多目标协同、多参数耦合仿真分析,运用变步长4阶Runge-Kutta法数值计算,通过获得的转子系统周期分岔图、碰摩分岔图、轴心轨迹图、Poincaré映射图、最大碰摩力及碰摩占空比曲线图,揭示了转子系统的非线性动态响应.同时研究复杂转子系统的碰摩振动特性与结构参数的关联关系.计算结果表明,系统的间隙阈值越小且转速越低条件下的周期碰摩振动越具复杂性和多样性,且系统因碰摩故障引发的最大碰摩力及碰摩占空比曲线峰值也较高.系统的定子刚度比越大,其表现出的各类周期碰摩振动的振动幅值和冲击速度越高;最大碰摩力越大.系统的偏心比值越大,系统的周期碰摩振动模式类型越多样化且混沌窗口越多;系统的各类周期碰摩振动产生的最大碰摩力和碰摩占空比也越高.同时,进一步分析了基本周期振动、亚谐振动、概周期振动和混沌的发生区域及转迁规律.研究结果可以有效地为该类转子系统动态匹配设计、大数据诊断与协同优化提供实际指导意义.
Abstract：Nonlinearvibrationofrotorsystemisacomplicatedprobleminengineeringpractice,especiallythestrongnon-lineardynamiccharacteristicsofrub-impactvibrationofrotorsystem,whichinducescomplexphenomenasuchasperiod-doublingbifurcation,Hopfbifurcationandchaos.Amechanicalmodelofactivemagneticbearingsupportingdouble-discrotatorsystemconsideringrub-impactwasestablished.Onthebasisoftheoryofnon-lineardynamicsandrotatordynamics,multi-parametercouplingandmulti-objectiveco-simulationanalysiswereadopted.Thedynamicbehaviorofthesystemwasreflectedbytheperiodicbifurcationdiagram,rub-impactbifurcationdiagram,axistrackmap,Poincarémap,maximumrub-impactforceanddutycyclediagramobtainedbynumericalcalculationofthevariablestep4-orderRunge-Kutta.Therelationshipbetweenrub-impactvibrationcharacteristicsandstructuralparametersofcomplexrotorsystemwasstudied.Thecalculationresultsaredrawn.Thesmallertheclearancethresholdofthesystemandthelowerthespeed,themorecomplexanddiversetheperiodicrub-impactvibration,andthehigherthepeakvalueofthemaximumrub-impactforceanddutycyclecurvecausedbyrub-impact.Thelargerthestatorstiffnessratioofthesystem,thehigherthevibrationamplitudeandimpactspeedofallkindsofperiodicrub-impactvibration.Thegreaterthemaximumrubbingforce.Thelargertheeccentricratioofthesystem,themorediversethetypesofperiodicrub-impactvibrationmodesandthemorechaoticwindowsofthesystem.Themaximumrub-impactforceanddutycycleofthesystemduetovariousperiodicrub-impactvibrationsarealsohigher.Theoccurrenceareaandtransitionlawofbasicperiodicvibration,subharmonicvibration,almostperiodicvibrationandchaosarefurtherdiscussed.Theresearchresultscaneffectivelyprovidepracticalguidancefordynamicmatchingdesign,largedatadiagnosisandcollaborativeoptimizationofthistyperotorsystem.
作者：尹凤伟 王学明 张晓蓉 Author：YINFengwei WANGXueming ZHANGXiaorong
作者单位：吉林铁道职业技术学院东北亚高铁学院,吉林吉林132299兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州730070
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(1)
分类号：O322TH113.1
关键词：转子动力学 电磁轴承 数值计算 周期碰摩振动 分岔
Keywords：rotordynamics magneticbearing numericalcalculation periodicrub-impactvibration bifurcation
机标分类号：TH133.34O175.1O322
在线出版日期：2024年2月26日
基金项目：吉林省职业教育科研项目，吉林省成人教育协会项目双盘转子—电磁轴承系统的碰摩振动特性[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(1)尹凤伟 王学明 张晓蓉转子系统的非线性振动是工程实际中的复杂问题,尤其转子系统碰摩振动的强非线性动力学特性,诱发倍周期分岔、hopf分岔及混沌等复杂现象.建立一类考虑碰摩故障的主动电磁轴承支撑双盘转子系统的力学模型,基于非线性动力学...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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