球軸承非線性動態剛度特性及其復雜共振行為研究
摘要：滾動軸承由于其低阻尼、大過載和小體積等特點是航空發動機、鐵路貨車、艦船發動機等旋轉機械的主要支承件.變柔度(varying compliance,VC)振動是由滾動體公轉引起的一種不可避免的時變剛度參激振動.赫茲接觸支承剛度給球軸承及其支承轉子系統帶來的滯后VC共振現象在相關研究中被大量發現.滯后突跳振動不但影響到轉子系統的運行穩定性與安全性,而且其沖擊作用也是軸承等系統元件裂紋及疲勞破壞的重要誘導因素.本文將通過分析球軸承動態時變剛度特性,擬提出一種采用系統動態固有頻率估算球軸承VC共振區間的方法.在此基礎上,探討系統動態剛度特性與主共振區間復雜運動分岔行為的內在關聯,發現當系統不同自由度方向上的固有頻率值接近1∶2比例關系時,系統可能產生強烈的內共振,進而誘發響應的周期倍化分岔甚至準周期、混沌振動.該研究對球軸承復雜共振響應的控制具有潛在的理論意義和工程價值.
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