碰摩转子—油膜轴承系统的全局动力学研究

曾旭焱，侍玉青，刘军，郭遥

碰摩转子—油膜轴承系统的全局动力学研究

曾旭焱1, 2，侍玉青1, 2，刘军1, 2，郭遥3

(1. 兰州交通大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730070；2. 甘肃省轨道交通装备系统动力学与可靠性重点实验室，甘肃 兰州 730070；3. 湖南工商大学 计算机与信息工程学院，湖南 长沙 410205)

考虑滑动轴承的非线性油膜力和转定子的碰摩力，建立了含碰摩故障的单盘转子-滑动轴承耦合系统动力学模型。运用四阶变步长的龙格-库塔-基尔法获得系统的非线性响应，利用Poincaré型的简单胞映射法对转子系统进行了全局动力学分析。研究结果表明：随着转子转速的增加，系统存在多个周期解共存以及周期解与混沌解共存现象。最后列举了转子系统在不良参数条件下，通过合理控制系统的初值条件而获得理想系统响应的运用。

转子−轴承系统；滑动轴承；转子动力学；碰摩；吸引域

随着我国高速列车的快速发展，旋转设备正不断朝着高速化、精密化的方向发展，要求转定子之间的间隙越来越小，这使得碰摩成为了转子研究的热点问题[1]，国内外学者针对转子碰摩课题已经做了大量基础性研究，取得了一系列的研究成果。WANG等[2−3]以油膜轴承支撑的Jeffcott 转子为研究对象，分别在对称和非对称油膜力下研究了碰摩转子动力学行为的影响，结果表明在非对称油膜力作用下，系统响应的混沌区域明显更宽，且混沌运动的演化规律将更加复杂。李同杰等[4]考虑齿轮副齿侧间隙以及滑动轴承的油膜力建立了滑动轴承−双转子−齿轮耦合系统的非线性动力学模型，研究发现滑动轴承的油膜对系统的混沌运动具有镇定作用，滑动轴承间隙和转子质量偏心如果设计不当会导致系统齿轮副产生单边冲击现象。……