球轴承变刚度振动中混沌运动的动力学机理研究
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摘要
已有研究指出旋转机械的基础支承件球轴承可给其支承转子带来复杂的非线性振动行为,异常振动影响转子系统的运行稳定性,而且其冲击作用也是诱发轴承裂纹的重要因素,我国某型军机航空发动机就曾因滚动轴承带来的突跳故障多次返厂,因此球轴承非线性响应行为一直是国内外轴承-转子动力学研究的关注点。然而,由于球轴承作为本质非线性机械件包含滚珠与滚道之间的赫兹接触、轴承游隙以及时变刚度等多种非线性因素,使系统复杂非线性行为动力学机理的精确解析具有极大的困难。轴承变刚度(VC)振动的研究中发现系统包含大量的分岔与混沌行为,目前经过数值计算和实验初步发现滚动轴承VC振动粗略有经过倍周期分岔、阵发I型、准周期运动等通向混沌的道路,可相关工作有待进一步细化与展开。近年来,研究指出赫兹接触非线性可在接触共振区间激起复杂的突跳响应行为。本研究将采用谐波平衡-频域/时域转换(HB-AFT)法结合Floquet稳定性理论,嵌入同伦延拓技术,通过追踪系统响应的周期解分枝及其分岔行为,对时变刚度参数激励下球轴承-转子系统的接触共振特性深入研究,理论分析系统接触共振区间能激起的混沌振动的类型、分岔机制、激变方式及影响因素,进而为抑制系统异常振动故障提供基础理论支撑。
引文