偏心转子碰摩的非线性数值仿真与接缝点精确确定

"《转子碰摩系统的非线性数值分析》是一篇由王璋奇和杨文刚合作完成的首发论文，发表在华北电力大学机械工程学院。论文针对高速旋转机械中常见的转子碰摩问题进行了深入研究。他们提出了一个基于瞬时碰摩力的偏心转子碰摩模型，这个模型被定义为分段线性系统，其特点是碰摩过程中存在非连续性和能量损失。 在传统的双线性刚度碰摩模型中，碰摩过程被视为完全弹性碰撞，忽略了能量损耗，并且需要极小的时间步长以保持求解精度，这导致计算复杂且解的精度难以保证。为了克服这些问题，作者考虑将碰摩过程视为瞬时弹性碰撞，并引入弹性恢复系数来模拟能量损失。这样，尽管碰撞前后转子的速度不连续，但位移是连续的，系统会在碰撞瞬间受到巨大冲击。 文章的关键创新在于，针对接缝法在求解这类分段线性系统时无法准确确定接缝点（碰撞位置）的问题，作者推导出了一种新的方法。这种方法以分段控制变量作为自变量，通过微分方程的形式精确地定位接缝点。这种方法结合了时间和分段控制变量的优点，提出了一种交替使用这两种方程的改进接缝法，有效解决了接缝点确定的难题。 通过应用此改进的接缝法，作者成功地对偏心转子的碰摩运动进行了仿真研究，揭示了转子碰摩的周期运动特性。该工作不仅提高了数值求解的精度，还为理解和预测高速旋转机械的动态行为提供了更为精确的工具，对于转子系统的设计优化和故障预防具有重要的实际意义。"