平行不对中约束下大范围转动弹性梁非线性动力学建模与振动机制

作     者：赵磊 翟冉 闫照方 矫立宽 彭志 ZHAO Lei;ZHAI Ran;YAN Zhaofang;JIAO Likuan;PENG Zhi

作者机构：天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384 天津理工大学机械工程学院天津300384 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51975412) 

出 版 物：《机床与液压》 (Machine Tool & Hydraulics)

年 卷 期：2024年第52卷第18期

页      码：143-148,242页

摘      要：为了有效抑制或消除不对中约束响应,研究其非线性动力学特性和振动机制。针对柔性大范围转动弹性梁机构,综合应用Galerkin法和Hamilton原理建立转动梁的动力学模型。借助转子动力学理论和拉格朗日法推导联轴器平行不对中运动学约束方程。基于运动学约束关系,利用行波叠加原理构建弹性梁在平行不对中约束下的非线性动力学模型。应用高阶Runge-Kutta法分析弹性梁非线性动力学行为。研究结果表明:转速为10 rad/s时,联轴器不对中量对弹性梁的动力学特性影响较小。当转速为150 rad/s、不对中量从0增加到0.50 mm时,梁的横向振幅则由0.18 mm激增到10.06 mm,提高了2个数量级,而纵向振幅也由0.13 mm增至7.30 mm,表明高速下不对中量与系统稳定性存在强耦合,其微小变化会引起显著的突发性、非线性激振。转速和不对中量的增加会增大联轴器离心力且呈倍频、径向交替变化,引起转动梁的外激励突变导致系统快速失稳,这也是大型旋转机械运行速度不高的重要原因。

主 题 词：弹性梁 Galerkin法 平行不对中约束 非线性动力学 稳定性 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 080101[080101] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-3881.2024.18.020

馆 藏 号：203143966...