转子-橡胶轴承系统非线性动力学特性研究

前言
符号表
绪论1
0.1转子-橡胶轴承系统研究背景和意义1
0.2橡胶轴承研究现状概述3
0.3转子系统动力学研究现状分析5
0.3.1转子系统研究概述5
0.3.2转子系统碰摩响应特性研究现状6
0.3.3碰摩法向力模型7
0.3.4碰摩切向力模型8
0.3.5碰摩系统的非线性动力学现象10
0.4转子系统弯扭耦合振动特性研究现状12
0.5转子-橡胶轴承系统研究内容14
第1章转子系统动力学特性演化规律研究16
1.1转子系统的模型与运动控制方程16
1.1.1转子系统动力学模型的建立16
1.1.2无碰摩运动条件18
1.1.3碰摩运动条件20
1.2周期解的稳定性分析21
1.3转子系统动力学特性分析24
1.4结论29
第2章橡胶轴承支承下转子系统碰摩响应动力学特性研究30
2.1转子系统的模型与运动控制方程31
2.1.1转子系统模型31
2.1.2转子系统控制方程32
2.1.3转子系统稳态解33
2.2周期解的稳定性分析34
2.3系统参数对转子响应的影响38
2.3.1摩擦系数的影响39
2.3.2阻尼比的影响42
2.3.3非线性刚度系数的影响43
2.3.4刚度系数的影响44
2.3.5偏心率的影响45
2.4本章小结46
第3章非线性摩擦力作用下转子系统振动特性研究48
3.1转子系统的模型与运动控制方程49
3.1.1碰摩力49
3.1.2转子系统控制方程模型50
3.2转子系统碰摩响应的数值分析51
3.2.1转子旋转速度的影响52
3.2.2衰减系数的影响57
3.2.3刚度系数的影响58
3.2.4非线性刚度系数的影响60
3.2.5偏心率的影响61
3.3本章小结63
第4章摩擦力作用下转子系统弯扭耦合振动特性研究65
4.1模型与运动方程的建立66
4.1.1转子系统动力学模型66
4.1.2摩擦力模型68
4.1.3碰摩力和力矩68
4.2转子系统弯曲振动和扭转振动特性分析69
4.2.1转子弯曲振动特性分析70
4.2.2转子扭转振动特性分析72
4.3转子系统弯扭耦合振动特性主要影响因素73
4.3.1偏心距的影响74
4.3.2横向阻尼比的影响76
4.3.3衰减系数的影响77
4.3.4扭转阻尼比的影响79
4.3.5转子半径的影响81
4.4本章小结82
第5章摩擦力作用下转子--橡胶轴承系统弯扭耦合振动研究84
5.1转子-橡胶轴承系统力学参数计算85
5.1.1转子力学参数计算86
5.1.2橡胶轴承力学参数计算86
5.2模型与运动方程的建立87
5.2.1转子-橡胶轴承系统动力学模型87
5.2.2摩擦力模型89
5.2.3碰摩力和力矩89
5.3数值仿真计算及分析91
5.3.1转子振动特性分析91
5.3.2橡胶轴承振动特性分析97
5.4转子-橡胶轴承系统弯扭耦合振动特性主要影响因素102
5.4.1橡胶轴承扭转阻尼比的影响102
5.4.2静摩擦系数的影响104
5.4.3转子质量的影响106
5.4.4径向外载荷的影响107
5.5本章小结110
第6章转子-橡胶轴承系统试验研究112
6.1试验目的和内容112
6.2试验装置和仪器113
6.2.1试验台的组成和试验流程113
6.2.2测量系统114
6.3试验结果和分析117
6.4径向外载荷对系统响应特性的影响123
6.5本章小结131
参考文献133
索引143
后记145

以橡胶轴承支撑的转子系统为对象，将橡胶轴承简化为无质量非线性弹簧，基于现代非线性动力学和分岔理论进行分析和研究。考虑到橡胶轴承支撑的非线性和摩擦力的速度依赖性等相关因素，建立了在Stribeck摩擦力作用下转子系统的非线性动力学方程，通过数值仿真，研究了系统参数对系统非线性动力学特性的影响。研究发现了系统具有丰富的动力学现象。应用Lagrange方程推导出转子系统弯扭耦合振动的非线性动力学微分方程组，考虑了系统的质量不平衡、摩擦力的速度依赖性以及橡胶轴承支撑的非线性等因素，应用数值积分方法求解转子系统的动态响应特性。并分析了系统参数对转子系统动态响应特性的影响。根据转子-橡胶轴承系统弯扭耦合非线性模型，通过采用Lagrange方程推导出不平衡力激励下转子-橡胶轴承系统弯扭耦合动力学微分方程组，应用数值方法分析了在摩擦力作用下转子-橡胶轴承系统的弯扭耦合振动特性。得到了在摩擦力作用下转子-橡胶轴承系统中蕴含的各种复杂非线性动力学行为，并分析系统参数对系统动态响应特性的影响。对转子-橡胶轴承系统进行试验研究，验证了理论分析结果。

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