单一故障转子系统的非线性动力学特性分析

摘要

旋转机械在生活中扮演着重要的角色，比如航天、航海、风力发电机、机床、压缩机等都与这类机械息息相关，旋转机械的核心部件轴承，在生活中更是有举足轻重的地位。但这种机械常常会因出现各种各样的故障而不能正常运行，有时候还会因为某种故障而引发严重的事故。
　　随着科技的发展，旋转设备越来越向着自动化、高速的方向发展，因而在实际生活中对其在速度、效率和安全可靠性等方面的要求也越来越高。近年来国内外研究者对故障诊断方法和诊断设备做了大量的研究，并取得了大量的研究成果。但目前诊断技术的研究大多是以经验和数据库为基础的，转子系统故障发生的原因还未得到充分研发。本文以单一故障转子为研究对象，分别对以下几部分进行了研究：
　　1.对故障转子国内外研究现状、本文选题的意义、目的及其目前还存在的问题做了简要的介绍，同时对本文的主要研究内容安排做了简要的陈述。
　　2.介绍了故障转子动力学分析主要的一些基础概念和基础理论,其中包括故障转子系统非线性动力学行为分析方法；李雅普诺夫指数的计算；Runge-Kutta方法的基本思想等，这些基本方法成为了本章之后深入研究工作的主要理论基础。
　　3.在主要理论基础上对非线性刚度局部碰摩故障转子的动力学特性进行了分析。建立了碰摩转子动力学模型及该转子系统运动的微分方程，然后就个别重要参数对该转子系统响应的影响进行了数值模拟分析。
　　4.对裂纹故障转子的动力学行为特性进行了研究。首先建立了故障裂纹转子系统的动力学模型与该故障转子系统的运动微分方程；然后对该故障转子系统个别参数单一变化时对其动力学行为特性影响进行了分析；最后分析了该故障转子系统参数中其中两个同时变化时对其动力学行为特性的影响。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 故障转子动力系统的研究现状

1.3 课题研究的目的和意义

1.4 本文的主要研究内容

2 转子系统稳定性分析方法

2.1 故障转子系统非线性动特性分析方法

2.2 转子非线性动力学理论的基础

2.3 本章小结

3 非线性刚度局部碰摩转子的动力学特性分析

3.1 引言

3.2 转子碰摩动力学模型及其运动微分方程

3.3 非线性刚度碰摩转子系统动力学行为分析

3.4 本章小结

4 裂纹转子系统的非线性动力学行为

4.1 引言

4.2 裂纹开闭规律

4.3 裂纹转子动力学模型及动力学方程

4.4 系统动力学行为分析

4.5 二维参数下裂纹故障转子系统的动力学特性分析

4.6 本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果