转子-密封系统非线性动力学

本书较为系统地介绍了不同的密封类别、转子-密封系统动力学的基本概念、计算分析的基本方法，对了解转子-密封领域的基础知识、研究方法、系统非线性动力学建模与求解以及轴系动力学设计具有重要意义。
本书主要内容如下：第1章为绪论，介绍了密封的应用，以及迷宫密封、刷式密封、指尖密封等几种主要密封类型及非线性动力学的研究现状。第2章对刷式密封力进行分析与建模，再对转子-刷式密封系统非线性周期振动以及倍周期与鞍结分岔稳定性参数域进行研究。第3章以弯曲变形理论为基础，建立了考虑了刷式密封的流动力和转子之间相互作用的密封力模型，构建了立式Jeffcott转子-刷式密封系统的非线性动力学模型。研究了转子转速、安装间距、系统阻尼和转子质量等主要参数对系统非线性动力学特性的影响。第4章建立了考虑刷丝干涉和偏心率的非线性密封力模型，采用了短轴承假设下的非线性油膜力模型，通过分岔图、轴心轨迹、相图、庞加莱(Poincare)映射以及瀑布图来分析系统的稳定性、失稳特征和模式、分岔规律和动力学响应等动态特性。第5章使用广义谐波平衡法对转子-滑动轴承-刷式密封系统进行了解析分析，求解了转子-轴承-密封系统的解析解，对转子-轴承-密封系统的稳定性和分岔特性进行了解析确定，得出了转子-轴承-密封系统的解析动力学特性。第6章提出了一种非线性密封力模型。将齿腔流场划分为射流区和环流区，并将转子轨迹设置为随时间和转角变化的非规则环形，分析了密封结构参数、密封介质属性、工况参数和不平衡量等对迷宫密封性能及转子系统动力学响应及稳定性的影响。第7章建立了转子-密封-轴承-基础系统的动力学模型，详细对比分析了基础振动形式、频率及幅值对系统动力学特性的影响。第8章考虑了可倾瓦滑动轴承非线性油膜力和迷宫密封激振力的影响，建立了周向拉杆转子-可倾瓦滑动轴承-迷宫密封系统的动力学模型，分析了拉杆转子结构参数及一些常见故障对周向拉杆转子-可倾瓦滑动轴承-迷宫密封系统动力学特性及稳定性的影响规律。第9章推导了考虑挤压效应的转子-密封雷诺方程，建立了修正的移动源方程，进一步发展了转子-密封耦合系统动力学理论，提出了考虑轴颈倾角和速度倾斜度的动力学特性系数分析方法，最后给出了转子-密封的试验测试原理与理论验证方法。

第1章绪论
1.1概述
1.2国内外研究现状
1.2.1迷宫密封转子系统研究现状
1.2.2刷式密封转子系统研究现状
1.2.3指尖密封转子系统研究现状
1.2.4非线性动力学研究现状
1.3本书主要内容
参考文献
第2章非线性转子-刷式密封系统稳定性参数域研究
2.1引言
2.2刷式密封的非线性刷丝力模型
2.2.1单根刷丝非线性密封力分析
2.2.2刷丝环非线性恢复力分析
2.3非线性转子-刷式密封系统稳定性参数域分析
2.3.1非线性转子-刷式密封系统动力学模型
2.3.2非线性转子-刷式密封系统周期运动特性
2.3.3非线性转子-刷式密封系统稳定性参数域
2.4本章小结
参考文献
第3章立式Jeffcott转子-密封系统动力学特性研究
3.1引言
3.2刷式密封受力分析
3.3转子-刷式密封系统非线性动力学模型
3.4结果分析与讨论
3.4.1转子转速对转子系统动力学特性的影响
3.4.2刷丝安装间距对转子系统动力学特性的影响
3.4.3转子阻尼对转子系统动力学特性的影响
3.5本章小结
参考文献
第4章刷丝干涉转子-轴承-密封系统动力学特性研究
4.1引言
4.2转子轴承-刷式密封系统非线性模型
4.2.1非线性动力学方程
4.2.2非线性密封力
4.2.3非线性油膜力
4.3结果分析与讨论
4.3.1转子转速对转子系统动力学特性的影响
4.3.2刷丝安装间距对转子系统动力学特性的影响
4.3.3偏心距对转子系统动力学特性的影响
4.3.4圆盘质量对转子系统动力学特性的影响
4.4本章小结
参考文献
第5章转子滑动轴承-刷式密封系统解析解研究
5.1引言
5.2非线性广义谐波平衡理论
5.2.1非线性系统同步周期运动解析解
5.2.2非线性系统倍周期运动解析解
5.3转子-滑动轴承-刷式密封系统动力学模型
5.4转子-滑动轴承-刷式密封系统非线性解析解
5.4.1非线性周期1到周期4运动解析解
5.4.2非线性周期3到周期6运动的解析解
5.4本章小结
参考文献
第6章迷宫密封一转子系统动力学特性分析
6.1引言
6.2迷宫密封非线性激振力模型
6.2.1齿腔内流体激振力模型
6.2.2齿顶间隙处流体激振力模型
6.3迷宫密封-转子系统动力学模型
6.4迷宫密封性能及转子-密封系统动力学特性分析
6.4.1转速对密封性能及动力学特性的影响
6.4.2压比对密封性能及动力学特性的影响
6.4.3密封间隙对密封性能及动力学特性的影响
6.4.4密封齿高对密封性能及动力学特性的影响
6.4.5密封长度对密封性能及动力学特性的影响
6.5本章小结
参考文献
第7章基础振动的转子-轴承-密封系统动力学特性分析
7.1引言
7.2基础振动的转子-密封-轴承系统动力学模型
7.2.1基础振动的转子系统动力学模型
7.2.2密封力和轴承油膜力模型
7.3基础振动对转子-密封-轴承系统动力学特性的影响
7.3.1转速对基础振动转子系统动力学特性的影响
7.3.2基础振动频率对转子系统动力学特性的影响
7.3.3基础振动幅值对转子系统动力学特性的影响
7.3.4基础垂直振动对转子系统动力学特性的影响
7.4本章小结
参考文献
第8章拉杆转子-轴承-密封系统动力学特性分析
8.1引言
8.2轮盘间接触层模型的建立
8.2.1拉杆提供的轴向力确定
8.2.2接触层非线性接触刚度矩阵的建立
8.3周向拉杆力学模型
8.4拉杆转子模型建立
8.5可倾瓦滑动轴承油膜力有限差分模型
8.5.1可倾瓦滑动轴承的油膜厚度
8.5.2双共轭梯度稳定算法求解雷诺方程
8.5.3瓦块运动方程
8.6密封力模型
8.7拉杆转子-轴承-密封系统动力学模型
8.8拉杆转子-轴承-密封系统动力学特性分析
8.8.1预紧力的影响
8.8.2预紧力不均的影响
8.9本章小结
参考文献
第9章转子-轴承-密封系统多场耦合数值解法
9.1引言
9.2转子-轴承-密封系统数值模拟流程
9.3控制方程公式推导
9.3.1雷诺方程推导
9.3.2移动源方程推导
9.3.3动力学方程推导
9.4试验测试原理与理论验证
9.5本章小结
参考文献