滚动轴承外圈缺陷非线性动力学分析

为揭示故障轴承系统复杂的非线性动力学特征，建立了基于轴承外圈缺陷、接触非线性和间隙非线性的轴承系统非线性动力学微分方程，并采用数值方法对其求解，得到转子系统在不同转速、不同缺陷程度、不同阻尼下的相图、庞加莱图、分岔图等。研究结果表明，转速和缺陷程度是影响轴承系统非线性动力学特性的重要因素，随着转速和缺陷程度的不同，系统会产生周期、拟周期和混沌等多种非线性行为。     

汽轮机非线性间隙气流激振力作用下转子系统的分岔研究

研究了汽轮机转子在非线性间隙气流激振力作用下的动力学特性,建立了非线性气流激振力作用下汽轮机转子系统的无量纲运动方程,并采用数值仿真方法研究分析了气流激振力、质量偏心和进气速度对转子系统的分岔特性。结果表明:汽轮机非线性间隙气流激振力的存在,使得系统在亚临界转速区域出现的短暂混沌消失,系统的混沌区域在临界转速附近明显减小,且由于气流激振力的作用,部分拟周期运动在超临界转速区域演变为5倍周期运动;质量偏心和进气速度对转子系统的非线性分岔特性也有很大的影响,使得系统运动更加复杂化。     

轴承—转子系统故障的诊断方法

从转子动力学的角度将轴承—转子系统的常见故障分为强迫振动故障和自激振动故障,以轴承—转子系统中最有代表性的9个异常振动分量的频率特征为故障特征量,建立了系统故障的BP网络诊断模型.对于强迫振动故障可以采用BP网络诊断方法进一步确定故障源,对于自激振动故障采用在线动力学分析的方法找出引起系统失稳的原因,通过改变某些参数去消除自激振动.     

总体局部均值分解法在坦克变速箱滚动轴承故障诊断中的应用

分析了局部均值分解的模态混叠问题,仿真验证了总体局部均值分解对模式混叠的抑制能力,并指出总体局部均值分解方法存在的不足,提出了在该方法中加入高斯白噪声的准则和进行后处理的改进方法.提出了基于改进的总体局部均值分解的滚动轴承故障诊断方法,并将该方法应用于某坦克变速箱滚动轴承滚动体点蚀故障诊断中,结果表明:该方法能成功地提取出轴承滚动体的故障特征频率.     

非线性转子系统碰摩现象的动力学仿真

针对一类非线性转子系统 ,建立了碰摩模型。在此基础上 ,通过模型的动力学仿真分析 ,研究了非线性碰摩转子系统的同频、倍频、分频、拟周期和混沌振动及其出现特点。其中揭示的振动特征对转子系统的状态识别与诊断具有一定的意义     

高冲击含游隙的转管武器对射击精度的影响

转管武器射击时,其枪机本体与枪机座之间的轴承游隙,依据非线性动力学特征-混沌运动,经过混沌计算对转管武器射击的精度有很大的影响。弹丸运动的质量偏心对系统的动力学特性有一定的影响,一定的偏心会使枪机本体(转子)的振动加剧、混沌运动区域变长,但是枪管套箍可以采用偏心来减少影响。对此可以对3 000 m射击的高射速转管武器提出了间隙大小的指导。     

弹簧-电磁力准零刚度隔振器研究

为了更有效地抑制振动,首先将电磁力弹簧与垂直正刚度弹簧并联,设计了具有高静刚度-低动刚度特性的弹簧-电磁力准零刚度隔振器;然后,分析了该隔振器的力学特性,给出了达到准零特性各参数应满足的条件。最后,建立了准零刚度隔振器承载质量和施加简谐激励力时系统的非线性动力学方程,并利用平均法分析了系统的动力学特性。研究结果表明:适当地控制外界激励幅值、通电电流或者增大系统的阻尼系数,可使系统处于不同周期振动状态,并能有效地抑制系统振幅。     

EMD降噪与小波变换在轴承故障诊断中的应用

在轴承故障诊断中,为降低噪声对小波变换的干扰,提出了先用经验模态分解、再用小波变换对信号进行分析的综合处理法.在用经验模态分解方法的自适应性对信号进行分解的基础上,选用峭度值优选贡献率高的固有模态函数重构信号,计算其自相关函数,然后进行小波变换,得到分解后细节信号的级联谱,对效果最好的分量进行Hilbert解调.该方法解决了噪声对弱故障信号干扰导致诊断效果不明显的问题,提高了小波变换的故障识别率和效率.轴承滚动体点蚀故障试验结果表明:该方法能有效提取轴承滚动体故障特征,与传统包络解调相比具有更好的效果.     

基于打靶法的含摩擦齿轮系统运动稳定性分析

采用打靶法对含摩擦齿轮系统进行运动稳定性分析能够揭示摩擦对齿轮系统动力学行为所产生的复杂影响.建立了计及摩擦的单对齿轮非线性系统的非线性动力学模型,采用打靶法对其周期运动进行了求解,并应用Floquet乘子判断系统周期解的稳定性和分岔特点,得到了系统在不同的摩擦系数条件下周期运动的演变规律.相比于Runge-Kutta法,打靶法能得到更为全面的齿轮系统的不稳定和稳定的周期解.研究发现:摩擦能改变周期运动的性态,可在一定程度上提高系统周期运动的稳定性,同时会产生新的不稳定的周期运动,使得齿轮系统的动力学行为更为复杂.     

含万向铰偏斜轴系的主共振及其稳定性分析

为了揭示含万向铰偏斜转子系统非线性动力学的基本特征,研究了固有结构偏斜与实际误差偏斜共同作用下含万向铰偏斜轴系的扭转振动问题.首先,推导出偏斜转子系统的弱非线性扭转振动方程,利用多尺度法求得其在主共振情形下的周期解,并给出稳态周期解的幅频特性和相频特性关系式;然后,运用李雅普诺夫第一近似稳定性理论,对系统平衡点进行稳定性研究,得到主共振解振幅与相位随调谐参数变化的稳定区与不稳定区;最后,对偏斜轴系中从动轴一端的一阶近似稳定周期运动进行了分析与仿真.研究结果为进一步的分岔与奇异性分析奠定了基础.