裂纹转子非线性振动机理及实验研究

摘要

该论文主要涉及裂纹转子非线性振动机理及实验研究。论文各章节的主要内容包括以下几个方面：第一章,论述国内外在裂纹转子非线性振动机理以及实验研究现状与前景。第二章,主要研究裂纹模型及含裂纹Jeffcott转子刚度的计算方法,推导出含裂纹Jeffcott转子刚度的计算公式,并裂纹深度、位置等因素对转子刚度的影响。第三章,主要涉及开裂纹转子运动稳定性和振动稳态响应分析。第四章,利用非线性振动理论的多尺度分析方法研究开闭裂纹转子在非共振区振动特性,并分析了裂纹参数和不平衡量大小及方向对裂纹转子振动行为的影响。第五章利用非线性振动理论的多尺度分析方法研究开闭裂纹转子在主共振、超谐共振、亚谐共振及参数共振转速区的内的振动特性,研究裂纹深度、不平衡量大小及方向、阻尼等因素对共振振幅的影响。第六章利用数值分析方法研究含裂纹转子的复杂非线性振动现象。第七章,利用实验方法研究了裂纹转子在转动过程中的刚度变化规律,在升降速条件下研究不同载荷作用下裂纹转子在非共振转速区、亚共振转速区和参数共振转速区的振动特性。第八章,给出了全文的总结,并对裂纹转子非线性振动机理及实验研究工作中尚需进一步解决的问题提出自己的看法和建议。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

内容提要

1.1引言

1.2非线性振动理论在机械故障诊断与状态监测领域的应用

1.3裂纹转子非线性振动机理及诊断技术的研究现状与前景

1.4论文的研究对象、主要内容与结构安排

第二章裂纹模型及含横向裂纹Jeffcott转子刚度的计算

内容提要

符号表

2.1概述

2.2含横向裂纹Jeffcott转子的刚度计算方法

2.2.1局部柔度系数的计算

2.2.2裂纹轴刚度计算公式的推导

2.2.3计算结果分析

2.2.4讨论

2.3裂纹模型的建立

2.3.1常见的裂纹开闭模型

2.3.2一种新的裂纹模型

2.4本章小结

第三章开裂纹转子运动稳定性和振动稳态响应分析

内容提要

符号表

3.1概述

3.2开裂纹转子运动微分方程

3.3开裂纹转子运动稳定性分析

3.4开裂纹转子振动稳态响应分析

3.4.1不平衡振动响应

3.4.2重力的影响

3.4.3不平衡量和重力共同影响下的轴心轨迹

3.5结论

3.6本章小结

第四章开闭裂纹转子在非共振转速区的振动特性分析

内容提要

符号表

4.1概述

4.2开闭裂纹转子的运动微分方程

4.3求解非线性振动方程解析解的多尺度分析法

4.4开闭裂纹转子在非共振转速区的振动特性分析

4.4.1动平衡位置

4.4.2基频分量

4.4.3高阶倍频分量

4.5结果与讨论

4.6本章小结

第五章开闭裂纹转子在共振转速区的振动特性分析

内容提要

5.1概述

5.2主共振情况

5.3超谐共振情况

5.4亚谐共振和参数共振情况

5.5结论

5.6本章小结

第六章考虑非线性涡动时裂纹转子的分岔与混沌特性

内容提要

符号表

6.1引言

6.2混沌理论

6.2.1混沌的基本概念

6.2.2混沌的诊断

6.3分岔理论

6.4考虑非线性涡动时裂纹转子的运动微分方程

6.5考虑非线性涡动时裂纹转子的分岔与混沌特性分析

6.5.1裂纹对分岔和混沌特性的影响

6.5.2不平衡量大小对裂纹转子分岔和混沌特性的影响

6.5.3不平衡量相位角对裂纹转子分岔和混沌特性的影响

6.6结果与讨论

6.7本章小结

第七章裂纹转子的实验研究

内容提要

7.1实验目的及内容

7.2实验装置简介

7.3裂纹轴的加工

7.4裂纹轴刚度测量

7.5裂纹转子不平衡响应的实验研究

7.6小结

第八章结论与展望

内容提要

8.1论文总结

8.2展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目