非线性转子-轴承系统动力学降维分析与试验研究

"非线性转子-轴承系统的动力学降维分析与试验研究 (2009年)，由李朝峰等人进行，探讨了如何建立转子-轴承试验系统的非线性动力学模型，使用有限元法和固定界面模态综合降维法将高维系统简化，并通过Newmark-β法求解，以研究其动态特性。文章指出建立的模型能准确反映试验系统的非线性行为，为复杂转子-轴承系统的动态设计提供理论支持。" 本文主要关注非线性转子-轴承系统的动力学分析，这是一个在机械工程领域中至关重要的主题，因为转子-轴承系统是许多机械设备的核心部分，其动态性能直接影响设备的稳定性和寿命。研究者应用有限元法来构建一个详细的模型，这允许他们考虑系统中的多种复杂因素，包括转子的几何参数、质量分布、材料阻尼、轴承的非线性效应等。 为了降低分析的复杂性，研究采用了固定界面模态综合降维法，这种方法可以将高维度的系统转化为低维度的少自由度系统，使得计算更为可行。Newmark-β法被用于这个降维后的模型，这是一种数值积分方法，常用于解决非线性动力学问题。通过对模型的求解，研究者得到了转子系统的各种动态特性图表，如三维谱图、分岔图、三维振幅图、轴心轨迹图和Poincaré截面图，这些图表提供了系统动态行为的深入理解。 通过与全自由度模型的比较和实际试验结果的对比，研究证明了所建立的非线性动力学模型的准确性。这种模型能够有效地捕捉试验系统的非线性特性，为理解和预测复杂转子-轴承系统的动态行为提供了理论基础。这对于工程设计和故障诊断具有重要意义，特别是在预防和控制油膜振荡等非线性现象方面。 此外，文章提及了转子-轴承系统的典型非线性因素，如轴承的局部非线性特征，这些因素可能导致系统的不稳定性和分岔问题。过去的研究已经探讨了局部非线性转子-轴承系统的降维方法和动力积分，但本文的工作更进一步，通过实际试验验证了降维方法的有效性。 这篇论文为理解和处理非线性转子-轴承系统提供了一个实用的工具，有助于工程师进行更精确的设计和分析，以优化系统的性能和可靠性。