碰摩是尾轴承系统常见的故障之一,严重的碰摩会加剧尾轴承系统部件的磨损,导致船舶推进轴系无法正常运行,影响船舶的航行安全。碰摩的发生常常伴随着丰富的动力学行为,如周期、拟周期和混沌运动等,这些动力学行为包含着有关碰摩故障的信息,因此,研究不同碰摩状态下系统动力学行为,掌握其演变规律,对于减少或避免碰摩故障的发生具有重要的指导意义。本文基于转子碰摩模型,建立尾轴承系统动力学模型,通过龙格-库塔法进行积分运算,得到随激励频率变化的尾轴承系统动力学响应,基于系统动力学响应重构不同碰摩状态下的系统吸引子,通过吸引子研究不同碰摩状态下尾轴承系统动力学行为的演变过程,主要研究内容和结论如下:1.为获得尾轴承系统的动力学响应,本文基于碰摩转子模型,考虑了船舶尾轴承系统结构,建立了尾轴承系统动力学模型,采用龙格-库塔法进行动力学响应计算,获得了尾轴承系统激励频率ω在0～90rad/s范围内x、y方向的位移响应。2.为了分析尾轴承系统在不同激励频率下的碰摩状态,对转子轴心位移r与轴承间隙δ进行了对比分析,结果表明:当激励频率ω在0～54rad/s范围内时,转子轴心位移r在整个计算周期内都大于轴承间隙δ,表明系统发生整周碰摩;当激励频率ω在54～78 rad/s范围内时,转子轴心位移r存在小于轴承间隙δ的情况,表明系统发生局部碰摩;当激励频率ω在78～90rad/s范围内时,转子轴心位移r在整个计算周期内都小于轴承间隙δ,表明系统碰摩消失。3.通过时域波形和频谱分析了不同碰摩状态下尾轴承系统x、y方向动力学响应的变化,结果表明:在整周碰摩阶段,系统动力学响应表现为单一周期成分,幅值随激励频率ω的增加而增大;在局部碰摩阶段,系统动力学响应表现为多周期成分,幅值呈现不同的变化,当激励频率ω在54～64rad/s范围内时,幅值随着激励频率的增加而增大,当激励频率ω在64～78rad/s范围内时,幅值随着激励频率的增加而减小;在无碰摩阶段,系统动力学响应表现为单一周期成分,幅值随激励频率ω的增加而减小。4.为揭示不同碰摩状态下尾轴承系统动力学行为的演变过程,基于系统动力学响应,重构了不同碰摩状态下尾轴承系统吸引子,结果表明:在整周碰摩阶段,系统吸引子为极限环吸引子,同时吸引子相空间体积随激励频率的增加而增大,表明系统动力学行为是发散的周期运动;在局部碰摩阶段,系统吸引子由整周碰摩阶段的极限环吸引子转变为混沌吸引子,系统动力学行为由周期运动转变为混沌运动,与此同时,吸引子相空间体积呈现不同的变化,当激励频率ω在54～64rad/s范围内时,吸引子相空间体积随着激励频率的增加而增大,表明系统动力学行为是发散的混沌运动,当激励频率ω在64～78 rad/s范围内时,吸引子相空间体积随激励频率的增加而减小,表明系统动力学行为是收敛的混沌运动;在无碰摩阶段,吸引子由局部碰摩阶段的混沌吸引子转变为极限环吸引子,系统动力学行为由混沌运动转变为周期运动,与此同时,吸引子相空间体积随着激励频率的增加而减小,表明系统的动力学行为是收敛的周期运动。