偏置转子系统动力稳定性与迷宫密封分岔特性研究

本文主要探讨了迷宫密封偏置转子系统的动力稳定性和分岔现象，由许庆余等人在西安交通大学进行研究。研究焦点集中在迷宫密封对不平衡且偏置的转子系统动态稳定性的影响，其中采用了Muszynska非线性力模型来描述迷宫密封力。作者利用有限元法构建了系统动力学模型，深入分析了陀螺力矩如何影响转子的临界失稳转速。 在研究中，作者特别关注了质量偏心对转子受迫振动的影响，以及它如何转化为周期性的激振力。由于存在迷宫密封，该系统被视为非线性系统，非线性系统的一个关键问题是临界失稳转速的确定，这在工程实践中至关重要。传统研究往往集中在Jeffcott转子模型上，但本文则拓展到了偏置单盘不平衡转子的特定情况。 在模型建立方面，研究者假设了一个偏置单盘密封转子，带有质量偏心和圆盘位置偏置，这导致需要考虑陀螺力矩的作用。转子的支承采用滚动轴承，简化为刚性支承，同时考虑了阻尼因素。通过将转子和轴承系统划分为多个单元，并用平面梁单元进行离散化，建立了包含四个自由度的动力学方程。 进一步，文章运用分块法处理动力学方程中的高阶线性自由度和低阶非线性自由度，以便于数值模拟。作者使用Newmark法进行了转子轴心轨迹的仿真，并细致地分析了迷宫密封参数对转子运动特性的深刻影响，包括可能的分岔行为，即系统动力稳定性随参数变化可能出现的稳定性改变。 这篇首发论文提供了一个深入理解偏置转子系统动力稳定性和分岔的重要视角，特别是在考虑迷宫密封和非线性效应时，为实际工程设计提供了理论依据和数值支持。通过这些研究，工程师们能够更好地控制和优化这类系统的性能，确保其在实际应用中的可靠性和安全性。