固定瓦-可倾瓦轴承转子系统动力学性能研究

摘要

固定瓦-可倾瓦动压轴承因其具有良好的稳定性而广泛应用于各种大型旋转机械（例如?-燃气轮机，涡轮膨胀机）中，对于这种滑动轴承动态性能及其支承转子系统的动力学理论研究，是滑动轴承设计的关键，对于提高滑动轴承的性能以及转子系统的动力学有着积极的意义。本文给出了固定瓦-可倾瓦滑动轴承静、动态性能的理论计算方法，并建立固定瓦-可倾瓦轴承支承的简单转子和重燃拉杆转子系统动力学模型，分析了两种转子的非线性动力学行为。本文研究的主要内容包括以下几个方面：
　　1、利用有限元方法迭代求解动压油润滑静态Reynolds方程，在此基础上计算了固定瓦-可倾瓦滑动轴承的静态性能，计算了轴瓦的油膜厚度和油膜压力分布，讨论了轴承预负荷系数、偏心率对轴承静态性能的影响。
　　2、利用偏导数法求解动压油润滑的动态Reynolds方程，分别给出了轴颈和轴瓦小扰动下轴瓦的线性和非线性动态刚度和阻尼系数的计算方法，在此基础上给出了轴颈和轴瓦同频扰动时，固定瓦-可倾瓦轴承的动态折合刚度和阻尼系数。通过数值计算仿真，讨论了预负荷系数和偏心率对轴瓦动态系数的影响，分析了轴颈和轴瓦同频扰动对固定瓦-可倾瓦轴承非线性折合系数的影响。
　　3、建立了固定瓦-可倾瓦滑动轴承支承的对称柔性转子系统动力学模型，利用Rup.ge-Kutta法求解动力学方程，获得了对称柔性转子系统的动态响应，探讨了固定瓦-可倾瓦轴承支承的对称柔性转子系统的稳定解、周期解和准周期解等非线性特征。
　　4、建立了重燃拉杆多轮盘组合转子系统的动力学模型，利用Runge-Kutta法分析了多轮盘组合转子系统的非线性动态响应及周期解、倍周期解、准周期解等非线性特征。
　　本文所采用的数值计算方法和得到的结果可为固定瓦-可倾瓦轴承支承转子系统的非线性问题提供一定的理论参考。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 滑动轴承的动态性能研究

1.3 滑动轴承-转子系统的非线性动力学研究

1.4 本文主要工作及章节安排

2 固定瓦-可倾瓦滑动轴承的静态性能

2.1 固定瓦-可倾瓦轴承的基本方程

2.2 Reynolds方程的求解

2.3 数值计算结果及分析

2.4 本章小结

3 固定瓦-可倾瓦滑动轴承的动态性能

3.1 轴瓦的线性动态刚度和阻尼系数

3.2 轴瓦的非线性动态刚度和阻尼系数

3.3 轴颈和轴瓦同频扰动时轴承的折合刚度和阻尼系数

3.4 本章小结

4 固定瓦-可倾瓦轴承-转子系统的稳定性分析

4.1 简单轴承-转子系统的非线性动力学分析

4．2 重燃拉杆多轮盘组合转子系统的非线性动力学行为分析

4.3本章小结

5 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 研究展望

致谢

参考文献