Hertz接触理论在转子碰摩模型中的应用研究

"Hertz接触碰摩模型的分析与研究，马辉，太兴宇，李辉，东北大学机械工程与自动化学院" 本文是关于Hertz接触碰摩模型的深度分析和研究，主要由马辉、太兴宇和李辉三位学者进行。他们以一个具体的工程问题——单跨双盘转子系统作为研究对象，该系统在实际的机械设备中广泛存在，如涡轮机、电动机等。在这样的系统中，转子和定子之间的精确交互作用对于设备的稳定运行至关重要。 研究的基础是Hertz接触理论，这是由德国物理学家Hertz提出的，主要用于描述刚体间非线性弹性接触的问题。在转子动力学领域，Hertz理论被用来理解和预测转子与定子之间接触时的力分布和变形情况，尤其是在存在碰摩的情况下。 研究人员利用Hertz理论建立了一个转定子定点碰摩模型，该模型能够模拟转子在运行过程中与定子接触并产生摩擦的现象。接着，他们采用了Newmark-β数值积分算法，这是一种常用的时间步进方法，用于求解非线性动力学方程，以研究转速和不平衡量对系统动力学特性的影响。 通过对转速变化的模拟，他们发现随着转速的增加，系统的运动模式会经历从周期1到周期4的演变，揭示了转速对系统稳定性的影响。此外，不平衡量的增加显著增大了系统的振动幅值，这表明不平衡是导致系统振动加剧的重要因素。不平衡通常源于转子质量分布不均，会导致额外的动态载荷，影响设备的寿命和性能。 这项研究的结果为旋转机械的优化设计提供了理论依据，特别是在考虑碰摩效应时，可以帮助工程师预测和控制系统的动力响应。同时，这些研究也对旋转机械在发生碰摩情况下的动力学行为分析具有指导意义，有助于早期识别和预防可能的故障，减少停机时间和维护成本。 关键词包括Hertz接触理论、单点碰摩、不平衡量以及Newmark-β数值积分，这些关键词突出了研究的核心内容和技术手段。通过这一系列研究，可以更好地理解旋转机械在复杂工况下的动力行为，对于提升设备的可靠性和效率具有深远的科学价值和实践意义。