【摘 要】
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磁液双悬浮轴承是一种以电磁悬浮为主,静压支承为辅的新型悬浮轴承。由于在实际的应用过程中,存在加工误差以及加工质量、转子的腐蚀等因素的影响,会导致转子与定子之间发生碰摩现象,进而引发转子裂纹以及轴承定子松动等故障,从而使转子运动不稳定,极易引发转子的混沌行为,大幅度的影响了磁液双悬浮轴承的运行稳定性以及寿命。因此本文探究了不同故障模式下磁液双悬浮轴承的混沌动力学行为,揭示结构及其运行参数对转子非线性
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目:磁液双悬浮轴承“间隙-碰摩”失效演变机理及其“防碰摩”调控策略（No.52075468）； 河北省自然科学基金面上项目:磁液双悬浮轴承“间隙-碰摩”动力学行为及其“双闭环”复合调控策略（No.E2020203052）； 河北省高等学校科学研究项目青年基金项目:磁液双悬浮轴承“间隙-碰摩”动力学行为、多场耦
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磁液双悬浮轴承是一种以电磁悬浮为主,静压支承为辅的新型悬浮轴承。由于在实际的应用过程中,存在加工误差以及加工质量、转子的腐蚀等因素的影响,会导致转子与定子之间发生碰摩现象,进而引发转子裂纹以及轴承定子松动等故障,从而使转子运动不稳定,极易引发转子的混沌行为,大幅度的影响了磁液双悬浮轴承的运行稳定性以及寿命。因此本文探究了不同故障模式下磁液双悬浮轴承的混沌动力学行为,揭示结构及其运行参数对转子非线性动力学行为的影响规律,并对其中不同故障模式下的转子动力学行为进行了实验验证。本文的主要研究内容如下:（1）根据麦克斯韦以及静压支承理论,推导出磁液双悬浮轴承单自由度电磁悬浮力以及静压支承力的数学表达式,建立带有偏心的磁液双悬浮轴承三自由度支承系统动力学方程。（2）引入碰摩力数学表达式,建立三自由度支承系统的碰摩动力学数学模型,采用四阶Runge-Kutta法模拟单/双参数变量对转子系统混沌动力学行为的内在影响规律。（3）引入裂纹呼吸函数以及裂纹力,建立带有裂纹故障的三自由度支承系统动力学数学模型,采用四阶Runge-Kutta法仿真不同转速、偏心、裂纹深度以及裂纹角度等参数对转子系统混沌动力学行为的内在影响规律。（4）引入定子松动故障下刚度与阻尼的分段表达式,建立带有定子松动故障的轴承支承系统动力学模型,采用四阶Runge-Kutta法仿真模拟了单/双参数变量对转子系统混沌动力学行为的内在影响规律。（5）通过磁液双悬浮轴承试验台,对三自由度磁液双悬浮轴承不同故障模式下的动力学行为进行了实验验证,探究了数值仿真下不同参数对动力学行为影响规律的正确性。
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