考虑参数非概率不确定性的碰摩转子非线性振动响应分析

马新星， 张振果， 华宏星

（1.上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240；2.上海交通大学 振动、冲击、噪声研究所，上海 200240）

随着对效率和稳定性要求的提高，燃气轮机转/静子间隙越来越小，使转/静子碰摩故障可能性增加[1]。转/静碰摩可引起转子的强非线性振动响应，使系统振动出现跳跃、分岔和混沌等行为，还可能导致转子失稳[2-3]。目前关于转/静子碰摩响应的确定性研究已经相当充分，国内外学者对含有碰摩故障的转子振动行为及机理开展了大量的数值仿真及试验研究[4-6]，大量研究表明碰摩导致的非线性振动对转子参数变化十分敏感。然而，对于实际燃气轮机而言，在设计制造、安装维修、运行操作等过程中均存在不确定性[7]，使转子动力学特性的准确描述愈发困难，因此，将现有确定性研究进一步拓展为适当的不确定性分析更符合实际，并有着迫切的现实需求。

近年来，转子动力学领域的不确定研究已得到逐步开展[8-9]，例如不确定转子系统的不平衡量识别[10]、临界转速概率分析[11]、瞬态动平衡研究[12]，也有针对故障转子非线性振动响应的不确定分析，如不确定转子裂纹动力学特性分析[13]等，然而关于碰摩故障的不确定转子振动分析却很少见。目前针对不确定性碰摩转子文献中，Yang等[14]分析了具有随机参数的碰摩转子分岔与混沌分析，强调了随机参数对系统分岔有重要影响；王威等[15]应用伪周期替代数据算法对不确定性激励下碰摩转子故障信号进行了识别与分类；……