非线性研究：裂纹与碰摩耦合转子系统故障特性分析

本文档深入探讨了"裂纹-碰摩耦合故障转子系统的非线性研究"，发表于2007年的辽宁工学院学报第27卷第3期。作者田宇和李成英针对弹性转子系统中常见的轴承和裂纹耦合故障，研究了这种系统复杂的非线性动力学行为。非线性转子-轴承系统具有独特的特性，特别是在滚动轴承与弹性转子的结合中，碰摩故障可能导致显著的动态行为变化。 研究者构建了一个基于赫兹理论和非线性动力学理论的滚动轴承-弹性转子系统模型，运用Runge-Kutta方法进行数值模拟。通过这种方法，他们能够在特定参数范围内获取系统的分岔图，这是一种描绘系统稳定性变化的重要工具，揭示了系统在参数改变时可能发生的结构和行为的转变。此外，文中还探讨了Poincaré映射，这是一种用于分析周期或准周期动力系统的重要数学工具，它能够揭示系统的长期行为模式。 频谱图的分析则帮助理解系统的频率特性，这对于识别振动模式和异常频率具有重要意义。这些可视化结果揭示了耦合转子系统在遇到裂纹和碰摩故障时可能出现的混沌行为，即系统的运动变得高度复杂且难以预测，这是非线性动力学的一个典型特征。 论文的关键点在于，通过对这些非线性现象的深入研究，作者不仅提供了对耦合转子系统故障特征的深入理解，而且为这类系统故障的诊断和预防策略提供了有价值的参考。这对工程实践中的旋转机械维护和故障预警具有实际应用价值，有助于提高设备的可靠性和运行效率。 总结来说，这篇论文通过理论建模和数值模拟，揭示了裂纹和碰摩耦合故障对转子-轴承系统非线性行为的影响，对于理解此类系统的动态行为、防止潜在故障以及提升机械设备的健康监控有着重要的科学意义。