滚动轴承与质量慢变转子系统松动故障的非线性动力学分析

"这篇论文是关于质量慢变转子-滚动轴承系统中支承松动故障的分析。作者王宗勇、吴敬东和闻邦椿基于转子动力学、非线性动力学以及Hertz理论，构建了一个含有支座松动故障的非线性动力学模型。他们通过数值积分和Poineare映射方法对系统进行了仿真研究，揭示了转动频率如何影响转子系统的动力学行为。研究表明，当滚动轴承、支承松动和质量慢变因素共同作用时，转子系统表现出复杂动力学特性，起始松动频率为固有频率的0.6倍，转子的周期运动是多周期的，且转子圆盘和松动质量的运动特性不稳定。该研究对于理解和预测此类系统故障具有重要意义。" 在本文中，研究人员首先介绍了他们构建的非线性动力学模型，该模型考虑了转子动力学的基本原理，结合非线性动力学理论，以理解转子在滚动轴承中运行时可能遇到的问题。Hertz理论在此处用于描述滚动接触力，这是分析滚动轴承行为的关键。接着，他们采用数值积分方法模拟了系统的行为，这是一种常见的数值计算技术，用于求解微分方程。Poineare映射法则是一种分析动态系统长期行为的有效工具，可以揭示系统中的稳定性、分岔和混沌现象。 通过对系统响应随转子转动频率变化的分岔图和轴心轨迹图的分析，作者揭示了转子系统动力学的复杂性。分岔图展示了系统在不同参数下可能出现的不同稳定状态，而轴心轨迹图则直观地显示了转子的运动路径。这些图形对于识别系统可能的故障模式至关重要。此外，Poincare截面图进一步揭示了系统在相空间中的行为，有助于理解转子运动的周期性和非周期性特征。 研究的结论指出，当转子系统的转速达到其固有频率的0.6倍时，开始出现松动现象。这表明在特定的工作条件下，系统可能会出现不稳定性。转子不仅进行单周期运动，还可能发生多周期运动，这种多周期性是系统非线性性质的体现。同时，转子圆盘和松动质量的运动特性不稳定，这可能导致不可预测的振动和性能下降，对设备的寿命和安全性构成威胁。 这篇论文深入探讨了滚动轴承系统中由于支承松动和质量变化引发的复杂动力学问题，提供了理解和解决这类问题的理论基础，对于工程实践中的故障诊断和预防具有重要参考价值。